Вид і звук поточної води надають саме заспокійливу дію, будь то ласкаво дзюркотливий струмок або ревучий водопад. Ніщо не може зрівнятися з ними. На жаль, не кожному доступне щастя володіти власним дивом природи. Однак можна скористатися майже рівноцінною заміною. Оспіваний стародавніми греками скульптурний фонтан поєднує в собі спокій природи і мистецтво людини. У нашій конструкції ця гармонія проявляється ще більш яскраво: додано технологічне нововведення, яке використовує енергію Сонця.

Фонтани можуть бути найрізноманітніших форм і розмірів – від ледь помітних до досить значних. Коли ми думаємо про фонтанах, багато хто з нас згадують витончені фігури міфологічних богинь тонкої роботи видатних майстрів минулого. Це, звичайно, фонтани класичного стилю.

Однак фонтани можуть бути найрізноманітнішими по стилю. У наш час спостерігається тенденція до створення невеликих фонтанів для внутрішнього дворика. Велике число різноманітних недорогих фонтанчиків може бути використано, наприклад, у дитячих садках і яслах.

Новим досягненням в цій області вважається кімнатний мініатюрний фонтан, який можна розташувати в кутку кімнати або на столі. Незалежно від типу обраного фонтану для його виготовлення потрібні одні і ті ж основні компоненти. По-перше, це резервуар з водою, який зазвичай знаходиться всередині скульптури. По-друге, пристосування для циркуляції води.

Механізм дії фонтану дуже простий. Він функціонує по замкнутому циклу, як показано на рис. 1. Перш за все резервуар задолняется водою. З нього насос подає воду по внутрішньому водопроводу в верхню частину конструкції, звідки вона вільно падає вниз. Вода каскадом зливається в басейн, і цикл повторюється.

   

Рис. 1

Водяні насоси

Оскільки водопровідна система фонтану невід’ємна від його конструкції, нас будуть цікавити тільки циркуляція води і вибір необхідного виду насоса і фотоелектричного джерела живлення для нього.

Як і фонтани, насоси бувають різних видів і розмірів. Насоси вибирають, виходячи з двох характеристик. По-перше, кількості води, яку насос може перекачати за даний проміжок часу. Звичайний насос перекачує 40 літрів рідини в хвилину, або 40 л / хв. По-друге, тиску, під яким подається вода. Тиск води подібно електричному напрузі в схемі.

Зрозуміло, вода має вагу (1 л води важить 1 кг). Таким чином, якщо взяти вертикальну трубку і наповнити її 10 л води, то загальна вага біля основи трубки складе 10 кг. Якщо площа перерізу трубки біля основи становить 5 см ^ 2, необхідно тиск не менше 2 * 10 ^ 5 Па (2 атм.), щоб підняти цю колону води.

Тому тиск на випускному кінці насоса визначає висоту, на яку можна накачати воду. Це тиск називають гідростатичним напором. Напір обернено пропорційний швидкості потоку рідини: наприклад, при зменшенні напору збільшується швидкість потоку.

Однак вам навряд чи доведеться розраховувати параметри насоса, якщо ви не збираєтеся самостійно виготовити фонтан. Для більшості готових конструкцій фонтанів можна відразу вибрати насос потрібних розмірів для досягнення бажаного результату.

При виборі насоса для свого фонтана віддайте перевагу низьковольтних пристроїв. На це є кілька причин, не остання з яких – забезпечення безпеки при взаємодії води і електрики. Таке поєднання буває іноді смертельним.

Досвід підказує, що найкращим є насос на напругу 12 В. По-перше, таких насосів багато, і їх можна придбати в магазинах запчастин, включаючи автомагазини. Загляньте до відділу, де продаються склоочисники, паливні електронасоси і водяні інжектори.

Інша причина, по якій необхідно вибрати насос на 12 В, пов’язана з фотоелектричними перетворювачами, які будуть його живити. Серійно випускаються модулі, призначені для заряду 12-вольтової свинцевою акумуляторної батареї. Вони, як правило, випускаються секціями, напругою по 12 В кожна, що вельми підходить для наших цілей.

Така стандартизація привела до розробки сонячних батарей з великою різноманітністю струмових і потужних характеристик, що дає можливість вибрати необхідний готовий фотоелектричний перетворювач.

При використанні 12-вольтів джерела живлення і насоса напруга узгоджується автоматично. З іншого боку, вихідний струм сонячної батареї повинен відповідати типу насоса.

   

Рис. 2

У більшості випадків можна знайти дані про споживаної струмі на корпусі насоса. Однак необхідно знати, що означають ці дані.

Споживаний насосом струм зазвичай вимірюють в екстремальних умовах його роботи (при максимальних тиску і об’ємі перекачується води). Відповідна цим умовам величина струму і вказана на корпусі насоса.

Однак, якщо насос використовується не на межі своїх можливостей, буде достатній і менший струм. Правда, його величину заздалегідь важко визначити. Нижче описується порядок виготовлення фонтану типової конструкції, що дозволить чіткіше уявити собі пооблемѵ в цілому. Спочатку був замовлений фонтан для внутрішнього дворика, до якого необхідно було придбати насос продуктивністю 10 л / хв при тиску 2 * 10 ^ 5Па (2 атм). Параметри насоса були вказані в інструкції з експлуатації.

Потім був знайдений нагнітальний насос того ж типу, що використовується в гідросистемах автобусів. Згідно його технічній характеристиці, насос забезпечував потрібний мені потік при більш високому (Чим необхідно) тиску. Мотор був розрахований на напругу 12 В і струм 7 А.

Після установки насоса в фонтан він був підключений до джерела живлення 12 В. За допомогою включеного послідовно з джерелом амперметра було встановлено, що в звичайних умовах насос споживає струм 2 А. Необхідно мати на увазі, що це стосується конкретного прикладу. По конструкції фонтан може відрізнятися від наведеного вище, проте необхідно діяти аналогічним чином. Споживаний ток виявився значно менше величини 7 А, позначеної на корпусі насоса.

Наступне завдання полягало у виборі сонячної батареї, яка генерувала б струм 2 А при напрузі 12 В. Це було нескладно, хоча, звичайно, хотілося зупинитися на найбільш зручній конструкції. Зрештою була обрана батарея типу ASI-2000, яку випускає фірма ARCO Solar.

Вибір виявився вдалим. При повному сонячному освітленні насос викидає струмінь води на висоту 30-45 см над верхньою точкою фонтану.

Проте висота струменя залежить від умов освітленості. Коли промені ранкового сонця падають на панель сонячної батареї, з’являється невелика цівка. Хоча оіа не так вражає, тим не менше картина приємна. З наближенням полудня фонтан постає у всій красі, так як фотоелектричний перетворювач виробляє максимальну потужність. При заході сонця знову зменшується сила струменя і, нарешті, фонтан припиняє роботу. Ясно, що не надто сприятливі умови сонячного освітлення також впливають на роботу фонтану.

Через випаровування в систему необхідно підливати воду. Взагалі насосу не бажано працювати без води, так як може відбутися поломка. Взимку, природно, слід запобігти можливому замерзання.

Пристрій, який було використано, зображено на рис. 1. Як видно, це лише загальний вигляд конструкції, дія якої описано вище в цій главі.

У розроблену систему легко внести будь-які зміни. Можна встановити насос іншого типу або іншу сонячну батарею. Може бути, читачеві навіть захочеться самому виготовити сонячну батарею, а не купувати готову. Кінцевий результат залежить тільки від вашої фантазії.

   
Література: Байєрс Т. 20 конструкцій з сонячними елементами: Пер. з англ. – М.: Мир, 1988 рік.