Температура замерзания воды в трубах на даче: При какой температуре замерзает вода в трубах на даче? | Стройка и дизайн | Дача

Отрицательные температуры и угроза замерзания воды в дачном водопроводе — Дневник злостного критика-рецидивиста

И вот, начались отрицательные температуры. Сегодня под утро обещают до -3, и уже сейчас на термометре 0.

Выпал снег, и появилась угроза замерзания воды в садовом водопроводе:

Компостная куча и деревья в снегу:

Ветви ели и электрические провода в снегу:

Все сливают воду из летних водопроводов. Я пока не слил, и на то у меня есть две причины — побудительная и рассудительная. Побудительная — не хочется несколько дней до намеченного отъезда в город пользоваться холодным рукомойником. А рассудительная причина объясняет, почему этого можно действительно не делать.

Начну с того, что на даче я живу только в тёплое время года, когда температуры воздуха исключительно положительные. Дом у меня хотя и утеплённый, но по своим теплоизоляционным характеристикам не предназначен для зимнего проживания. Да, он утеплён слоями пенопласта и фольгированной изоляцией, но это утепление недостаточно для существенных температурных минусов. Поэтому и с водопроводом я особенно не стал заморачиваться. Погружной насос в колодце накачивает воду в гидроаккумулятор, находящийся в неотапливаемом хозблоке, по трубе ПНД диаметром 32 мм, а раздача на восемь точек на участке идёт трубами ПНД диаметром 25 мм. Трубы, где они не мешают, лежат прямо на поверхности земли, а в других местах просто слегка углублены в грунт.

Из школьного курса физики я точно знаю, что точка перехода воды из жидкого состояния в твёрдое находится на отметке 0 градусов. Но что-то мне подсказывало, что температура замерзания воды в трубе будет немного ниже. Чётко объяснить причину такого ощущения я не мог, и полез в Интернет, чтобы узнать точно, при какой температуре вода в трубах реально замерзает. И действительно, я нашёл информацию, что для замерзания воды в трубе нужны температуры -5 — -7 градусов, стоящие в течение несколько дней! Не знаю, насколько это правда, но это означало, что, по крайней мере, одну ночь при температуре -3 водопровод точно должен выдержать.

То, что чёрная пластиковая труба ПНД идёт в верхнем плодородном слое земли, в котором продолжают происходить процессы гниения с непременным выделением тепла, внушает мне дополнительный оптимизм. Ну и, наконец, я особенно ничем не рискую — труба ПНД переносит достаточное количество циклов замерзания-оттаивания воды в ней. Максимум что может произойти — ослабнут фитинги, но их всегда можно подкрутить. Гидроаккумулятор стоит хоть в неотапливаемом, но закрытом помещении, что тоже должно способствовать его защите от небольшого минуса. В общем, я решил пока что воду не сливать. Хотя тревожат закрытые шаровые краны, те, что на улице. Пожалуй, это единственное слабое место. Если они не переживут ночь, придётся думать дальше. Но эксперимент есть эксперимент. Завтра отпишусь о результатах (если будет время в перерывах между проливами труб кипятком )))

P.S.: Знаю ещё, что не замерзает текущая вода. Видимо потому, что не успевает выстроится кристаллическая решётка. Ну и если речь о водопроводе, то новые порции воды всегда на несколько градусов теплее нуля. Так, на дне колодца температура воды около +4 градусов. Так что при экстремальном минусе можно немного приоткрыть краники на концах раздаточных водопроводных линий. Главное, чтобы вода в колодце не кончилась )))

А вот статическое давление на температуру замерзания влияет очень слабо. Так, чтобы точку замерзания сместить на 1 градус ниже нуля, нужно 130 атмосфер. В водопроводе же всего около 3 атмосфер. Так что часто встречающийся в Интернете и безбожно растиражированный бред про незамерзающие из-за давления колонки в деревнях — полная чушь. В колонке выше глубины промерзания грунта воды просто нет. Она там появляется только при нажатии на рычаг, и стекает обратно при его отпускании. Чтобы убедиться в этом, достаточно посчитать количество времени, проходящее между нажатием на рычаг и появлением из колонки воды, или просто изучить конструкцию колонки в Интернете.

UPD 18.10.2014 18:10:

Отчитываюсь. Ночью было -1,5 градуса.

1. Трубы ПНД диаметром 32 и 25 мм, проложенные просто по земле, а также слега присыпанные землёй не замёрзли. То же и с трубами рядом со стенами неотапливаемых помещений, расположенных у меня до высоты 150 см. То есть трубы ПНД никакие не замёрзли нигде несмотря на полное отсутствие в них движения воды.


2. Закрытые шаровые краны 15 мм (1/2″) замёрзли, но их не порвало. Очень быстро оттаили после полива их сверху горячей водой.


3. Узкие гибкие подводки и керамические краны рукомойника замёрзли, но тоже быстро оттаили после полива их сверху горячей водой.


4. Гидроаккумулятор 50 литров в неотапливаемом помещении не замёрз.


5. Температура в 30-литровом бойлере, установленном в неотапливаемом душе, за ночь упала с 75 до 45 градусов.

Таким образом констатирую, что несмотря на критичную температуру -1,5 градуса, система выдержала. А вот на участке catslover ситуация иная. Там труба ПНД 25 мм, проложенная в 2 метрах над землёй не замёрзла, а такая же труба, проложенная по забору в 50-80 см над землёй — замёрзла. Возможно, в полуметре над землёй температура ниже, чем на высоте 2 метров, а у самой земли температура снова поднимается за счёт выделения тепла из недр, тепла, накопленного за день, а также за счёт выделения тепла в процессе гниения органики в плодородном слое.

Сейчас температура держится у отметки -0,5 градусов. Ещё утром все шаровые краны и краны уличного умывальника я немножко приоткрыл, чтобы из них тоненькой струйкой сочилась вода. За день они не замёрзли. Надеюсь, что в таком режиме они переживут и ночь. Расход воды небольшой, колодец опустошиться не должен. О том, как система переживёт вторую ночь отрицательных температур, отпишусь завтра.

UPD 19.10.2014 02:10:

В общем, эксперимент пришлось прервать из-за отсутствия достаточного количества воды в колодце )))
У меня из 8 точек разбора воды 7 находятся на улице. Поскольку они все были приоткрыты во избежание порчи шаровых кранов, то за день они высосали у меня весь колодец! Осень была довольно сухая, и дебет колодца сейчас весьма низок. В итоге я слил таки всю воду из системы и вытащил насос.

В следующем году думаю докупить 15 метров ПНД 25 мм и пару шаровых, и разделить всю свою систему на 2 части — дом и всё остальное. При минусах буду сливать всё, кроме линии на дом. Если 7 струек выкачали колодец за 10 часов, то одна струйка выкачает его за 3 дня. Возможно, в этом случае дебет колодца будет достаточным для того, чтобы он успевал восполнять выкаченное. Вот так )

UPD 19.10.2014 17:10:

Интересное наблюдение. Ночью было -7,5 градусов. На бочках лёд около 2 сантиметров, причём и сверху, и на стенках. А вот на дне нет! Значит, тепло от земли идёт. Стало быть, правильно я водопровод по земле проложил, а не по забору. А ведь хотел по забору…

замерзает ли и при какой t°, в зависимости от чего (таблица соотношений)?

Содержание

• Замерзает ли?
• Температура в зависимости от показателя
  • Как они взаимосвязаны?
• Как происходит процесс?
• Каково давление замерзающей жидкости?
• Как влияет тип воды?
• Применение знаний в быту человека
• Заключение

Замерзает ли?

При атмосферном давлении в 760 мм рт. ст (или 0,101 МПа), вода превращается в лед уже при 0°С, как известно из школьного курса.

Но при уменьшении этого показателя меняется и точка кипения, и t°, при которой происходит превращение в лед – последняя как раз повышается.

В горах, где разреженный воздух, на определенной высоте она может уже составлять +2…+4°С. И наоборот, чем больше среда давит на воду, тем ниже находится точка замерзания на графиках.

Интересно, что при давлении в 611,73 Па совпадают температура кипения воды и плавления льда. Она составляет +0,01°С. Этот показатель называют тройной точкой воды из-за того, что она находится сразу в трех состояниях.

Считается, что при более низком показателе она просто не сможет сохранять жидкое состояние и будет превращаться в водяной пар. Причем температура плавления льда и точка замерзания воды обычно не совпадают, это разные величины.

Хотя для удобства бытовых расчетов их часто отождествляют, поскольку при 760 мм рт. ст. они как раз будут одинаковыми.

Но при этом нет такого давления, при котором бы вода совсем не замерзала. Другое дело, что в лабораторных условиях можно создать такую ситуацию, при которой вода будет замерзать только при -20…-40°С.

Кроме того, возможно получение и нестабильного состояния – переохлажденной жидкости. Но если в ней появится центр кристаллизации, она сразу же превратится в лед.

Температура в зависимости от показателя

Чтобы четко определить температуру замерзания, нужно сначала понять, как связаны эти 2 параметра.

Как они взаимосвязаны?

При увеличении давления, температура замерзания снижается, при уменьшении – t° растет. Существуют специальные формулы, которые помогают рассчитать конкретное значение.

Таблица таких соотношений выглядит следующим образом:

Температура, °С	Давление, мПа
0	0,1
-1	1
-2	30
-3	40
-4	50
-5	60
-10	110
-22	210

Как происходит процесс?

Снижение температуры замерзания при увеличении давления имеет физическое обоснование.

Пресная жидкость при замерзании расширяется примерно на 10%. У соленой морской воды расширение будет меньшим, но оно все равно происходит.

Поэтому, когда внешнее давление растет, то температура замерзания снижается. Суть процесса замерзания состоит в кристаллизации воды.

Но в отличие от других жидкостей, вязкость воды при увеличении давления уменьшается. Что и обусловило более медленные процессы кристаллизации.

Это объясняется структурными особенностями молекул и некоторыми механизмами взаимодействия между ними. Для того, чтобы процесс начался, нужен центр кристаллизации, состоящий из нескольких десятков молекул.

В природных условиях пресная вода всегда содержит примеси – пылинки, молекулы соли и т.д. Все они могут стать центрами кристаллизации, поэтому процесс будет протекать быстрее, чем при тех же условиях, но в очищенной воде в лабораторных условиях.

Каково давление замерзающей жидкости?

Давление замерзающей воды обусловлено тем, что происходит ее расширение. Однако давление она оказывает и в жидком виде, просто при отрицательных температурах оно увеличивается примерно на 10%.

Как влияет тип воды?

Дистиллированная влага в принципе замерзает медленнее даже при нормальном атмосферном давлении. В отличие от других видов пресной воды, она не содержит сторонних примесей.

В ней отсутствуют ядра кристаллизации, и поэтому она замерзает только при очень низких температурах – эксперименты показали, что при -42°С.

Физики называют такую жидкость переохлажденной. Любопытно, что если постучать по сосуду с такой дистиллированной водой, она практически моментально превратится в лед.

В лабораторных условиях проводились эксперименты, при которых давление увеличивали до очень высоких значений, так что дистиллят замерзал только при -70°С.

Наличие любых примесей, в том числе и тех, что находятся в минеральной воде, повышает температуру замерзания, даже, если прочие условия остаются теми же.

Что касается остальных растворов, то здесь, помимо давления, важную роль играет еще и плотность – например, у соленой воды она намного выше.

Но при этом при отрицательных температурах частицы соли как бы выталкиваются. И если растопить многолетний морской лед, то окажется, что он состоит из пресной воды, даже пригодной для питья.

Применение знаний в быту человека

В основном сведения о температуре замерзания воды нужны тем, кто сталкивается с прокладкой водопровода.

Как правило, ее замерзание в таких случаях проходит не на подземном участке трубы, а над поверхностью почвы, и далее идет процесс кристаллизации уже в наземном участке.

Чтобы этого не происходило, поскольку замерзание и расширение воды выводит из строя всю систему и нарушает целостность труб, принимают активные и пассивные меры – от утепления трубы до специально обустроенной системы обогрева.

Но очень важно с самого начала правильно сделать расчеты, подбирая производительность оборудования и диаметр труб таким образом, чтобы создать такое давление, при котором вода не будет замерзать при климатических условиях, характерных для этого региона.

Сведения об этих показателях и их соотношениях также нужны тем, кто занимается прокладкой отопительных систем. Важны они и для автомобилистов, которым приходится часто сталкиваться с замерзанием жидкости в радиаторе.

Заключение

Температура замерзания воды под давлением – вопрос более сложный, чем могло бы показаться на первый взгляд. Иногда даже в быту для ее расчета нужно применять громоздкие формулы или готовые таблицы соотношений.

А какова Ваша оценка данной статье?

Загрузка…

температура — Как вода течет по трубам в холодных странах?

спросил 4 года 8 месяцев назад

Изменено 4 года, 8 месяцев назад

Просмотрено 4к раз

$\begingroup$

Этот вопрос возник у меня, когда я заглянул в холодильник, где из-за очень низких температур замерзла вода. Если вода замерзает из-за низких температур (0 градусов Цельсия), то как она может течь по трубам в холодных странах (особенно вблизи северного полюса), где температура почти всегда ниже 0 градусов Цельсия, особенно в холодные месяцы?

• вода
• температура

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Со страницы Википедии на Frost Line

Линия промерзания, также известная как глубина промерзания или глубина промерзания, чаще всего представляет собой глубину, до которой ожидается промерзание грунтовых вод в почве. Глубина промерзания зависит от климатических условий местности, теплообменных свойств почвы и прилегающих материалов, а также от близлежащих источников тепла. Например, снежный покров и асфальт изолируют землю, а дома могут обогревать землю (см. также остров тепла). Линия меняется по широте, ближе к полюсам она глубже.

Так что они просто копают трубы поглубже.

Канада: можно использовать таблицу оценок, основанную на градусо-днях индекса замерзания. Онтарио: карта глубины промерзания для Южного

• Оттава: 1,8 метра (5,9 фута) [7][8]
• Виндзор: 1,0 метра (3,3 фута) [7][8]

Вот график зависимости температуры почвы от глубины.

Источник

$\endgroup$

1 9{-1}$). В результате, прежде чем вода действительно замерзнет, ​​должно быть потеряно много тепла. (Источник: «Краткая физика для класса X», издательство «Селина»).

Из статьи Википедии об изоляции труб,

Поскольку некоторые водопроводные трубы расположены либо снаружи, либо в неотапливаемых помещениях, где температура окружающей среды может иногда опускаться ниже точки замерзания воды, любая вода в трубопроводе может замерзнуть. Когда вода замерзает, она расширяется, и это расширение может привести к выходу из строя системы трубопроводов одним из нескольких способов.

Изоляция труб не может предотвратить замерзание стоячей воды в трубопроводе, но может увеличить время, необходимое для замерзания, тем самым снижая риск замерзания воды в трубах. По этой причине рекомендуется изолировать трубопроводы, подверженные риску замерзания, а местные правила водоснабжения могут требовать применения теплоизоляции для трубопроводов, чтобы снизить риск замерзания труб.

Это еще один способ предотвращения замерзания воды в трубах и поддержания ее потока в холодных странах.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Какой должна быть температура, чтобы трубы замерзли?

Несмотря на то, что зимой домовладельцам Калифорнии приходится беспокоиться о ремонте сантехники, вы можете предположить, что замерзшие трубы не будут серьезной проблемой для домовладельцев в этом штате. Однако это не обязательно так.

При какой температуре замерзают трубы?

Информация о том, насколько холодной должна быть вода для замерзания труб, различается, но температура замерзания воды составляет 32 градуса. Так что, теоретически, ваши трубы могут замерзнуть при любой температуре ниже этой. Но для того, чтобы ваши трубы буквально замерзли за ночь, температура, вероятно, должна упасть как минимум до 20 градусов . Хорошая часть этого заключается в том, что в Калифорнии даже в самые холодные месяцы мы редко наблюдаем температуры в 20-30 градусов в течение длительных периодов времени.

С другой стороны, важно помнить, что вода расширяется при замерзании. Это означает, что ваши трубы не должны быть замерзшими, чтобы повредить их. Подумайте об этом так: если вы оставите стакан воды на ночь, а к утру она замерзнет, ​​значит, то же самое может произойти и с вашими трубами. Таким образом, в самые холодные месяцы года, если в ваших наружных трубах есть какое-то количество замерзшей воды, они все равно могут лопнуть от давления, если вода станет достаточно холодной.

Как предотвратить замерзание труб

Скорее всего, ваши наружные трубы, например те, что подключены к разбрызгивателям и бассейнам, или краны вокруг вашего дома, будут наиболее уязвимы к замерзанию. Трубы в таких местах, как ваш гараж, чердак или подвал (хотя в Южной Калифорнии не так много подвалов), также могут подвергаться риску, и даже некоторые трубы под раковиной на кухне и в ванной могут замерзнуть, если станет слишком холодно.

К счастью, вы можете предпринять следующие шаги, чтобы предотвратить замерзание труб:

• Подготовьте водопроводную систему к зиме. Убедитесь, что ваши внешние линии, включая спринклерные системы, отключены и полностью слиты до наступления холодов.
• Изолируйте трубы. Вы можете приобрести такие продукты, как муфты для труб, чтобы предотвратить замерзание наружных труб. Эти продукты очень недорогие, особенно по сравнению с тем, сколько вам будет стоить ремонт лопнувшей трубы.
• Оставьте нагрев включенным. Если вы планируете какое-то время отсутствовать дома в зимние месяцы, не выключайте обогреватель полностью. Оставьте его на уровне не менее 55 градусов, чтобы ваш дом и трубы не переохладились.
• Пусть ваши краны капают. Если погода становится особенно холодной, и вы беспокоитесь о водопроводных линиях, которые подвергаются воздействию таких температур, вы можете оставить все краны, подсоединенные к этим линиям, работающими струйкой. Даже такой небольшой поток может затруднить полное замерзание воды в ваших трубах.

Вся городская сантехника знает, как защитить ваши трубы

Возможно, лучший способ убедиться, что ваши трубы в безопасности этой зимой, — вызвать наших опытных сантехников Rancho Cucamonga для проверки.