Миф о нихромовых вредителях


Хоть зима и закончилась, страшные истории о коварных нагревателях с открытой спиралью вполне популярны. И кислород они сжигают, и выделяют всякое и воздух сушат… Только бесстрашные продавцы из магазинов бытовой техники стоят между ними и человечеством!

Конечно, всё не так страшно. Совсем не страшно, если честно. Рассмотрим три составляющих мифа подробнее.

Сжигают кислород
Начать стоит с того, что сжечь кислород, с химической точки зрения, можно только галогенами, да и то не всеми. Остальные элементы сами горят в кислороде.

Надо полагать под этим высказыванием имеется в виду, что на открытой спирали сгорает пыль и сама спираль, тем самым уменьшая количество кислорода в воздухе. Давайте проверим расчётами.

В начале определимся, сколько кислорода содержит в себе средняя комната. Объём средней комнаты — 3 * 3 * 2,5 = 22,5 м3. Чтобы гарантированно учесть все нюансы, например подвесной потолок, шкаф, диван, человека и т. д. будем считать что именно воздух в комнате занимает две трети объёма — 15 м3.

Это 15 000 литров.
Из них кислорода примерно 15 000 л * 0,21 = 3150 л.
Это 140,625 моль или 5062,5 г.

Количество это куда как более существенно, чем кажется. У большинства людей нет какого-то физического понимания значения этой величины. Что надо сжечь, чтобы его израсходовать?

  • Нихром(сплав из которого обычно делают спирали) ~ 10 кг. Чтобы получить это количество надо сжечь без остатка спирали сотен обогревателей.
  • Уголь(чистый углерод) ~ 1.687 кг.
  • Дрова ~ 6 кг, без учёта собственного кислорода
  • Калоши — не менее 3 штук а может и все 4 (при весе пары 700 г)
  • Джордано Бруно — примерно 0,5 Дж. Б.

    Почему так много?Калоши состоят из резины, кислорода почти не содержат, воды содержат следовые количества, так что сгорают практически на 100%. Тело человека состоит в среднем на 60 % из воды, на 34 % из органических веществ, на 6 % — из неорганических (для разного возраста приводимые отношения меняются). Основными химическими элементами, формирующими органические вещества, являются углерод (~18 %), кислород (~65 %), водород (~10 %) и азот (~2 %), помимо этого, в состав органических веществ входят фосфор (~1 %) и сера (~0,25 %).
    Средний вес взрослого мужчины составляет примерно 70 кг. По грубым подсчётам для сгорания килограма великого учёного требуется примерно 145 г внешнего кислорода. Но, как вы понимаете, цифра приведена в качестве шутки. Хорошо что нельзя обидеть чувства астрономов, правда?

Конечно, весь кислород это перебор. Для ощутимого эффекта концентрация должна упасть где-то до 14%, то есть израсходовать надо «всего-то» 1700 г кислорода. Если жечь пыль, то надо примерно половину килограмма, это если считать её чистым углеродом.

Таким образом получается, что «выжечь» обогревателем значимое количество кислорода в комнате — задача не тривиальная. Надо постоянно сыпать на него всякий мусор.

Выделяют угарный газ
Выделять точно не выделяют. Не может нихром выделять угарный газ, разве что в каких-то экзотичных экспериментах. Но может быть он сжигает пыль, которая при горении выделяет этот самый газ?

ПДК CO cсоставляет, по 20 мг/м3. Но это именно ПДК, какие-то значимые последствия для человека начинаются с содержания 0.019% при вдыхании его в течении шести часов. Для нашей средней комнаты это 285 литров или 380 г. Если предположить, что мы будем жечь чистый углерод и выход CO составит 100%, то нам придётся сжечь 153 г. Это примерно стакан пыли.

Тоже не реалистичная ситуация. Даже если уменьшить в 20 раз, то получим примерно столовую ложку пыли. Сложно представить себе ситуацию, при которой в обогреватель, причём не просто в обогреватель а именно на спираль, попадёт столько мусора.

Допустим обогреватель стоял в какой-то забытой гробнице и пыль укрывала его на протяжении веков. Спираль плотненько набилась пылью и нужная масса набралась. Вернёмся к выходу CO в процессе горения. За неимением другого источника можно посмотреть данные о горении угля. В самых худших случаях CO может составлять около пяти процентов продуктов горения.

Как видим, даже угарный газ наш молчаливый убийца выделить толком не может.

UPDATE: Как справедливо указал olehorg, тут я обсчитался на два порядка. Не 285 а 2.85. То есть сжечь надо 1.53 г. Посыпаю голову пеплом.
Хоть я и опозорился на весь Хабр, смысл раздела всё равно сохранится, хоть и не будет столь показательным. Обещаю в дальнейшем более тщательно относиться к расчётам.

Сушат воздух
Вот тут, к сожалению, правда. Но сушат воздух любые обогреватели.

Происходит это из за законов физики. Для человеческого организма критична относительная влажность воздуха. Относительной она называется из за того, что показывает не сколько в воздухе воды всего, а сколько в нём воды от возможного максимума. Такой показатель намного эффективнее абсолютного. По сути, он показывает насколько быстро будет испаряться вода в таких условиях.

Максимально возможная массовая доля паров воды в воздухе пропорциональна температуре. Чем горячее воздух, тем больше воды он может в себе содержать. Тут вступает в действие обогреватель.

Допустим, в 1 м3 воздуха содержалось 1 г воды, возможный максимум содержания 2 г, относительная влажность 50%. Обогреватель нагрел воздух, воды в нём по прежнему 1 г, предел содержания воды увеличился до 3 г, таким образом относительная влажность упала до 33.3%. Воздух стал сухим, у человека першит в горле, кот при поглаживании начинает искриться.

Кота, кстати, можно считать хорошим индикатором влажности. Статическое электричество начинает вырабатываться котом при влажности воздуха не более 45%, для человека комфортным считается диапазон 40%-60%.

К сожалению, использование котов разных моделей в качестве датчика в цепях автоматики бесперспективно в виду их активного сопротивления.

Вероятные причины мифа
Как ни странно, обогреватели с открытой спиралью и в самом деле могут служить причиной плохого самочувствия. Только дело тут вовсе не в сгоревшем кислороде.

Несмотря на все вышеприведённые расчёты, на спираль может попасть какая-нибудь странная пакость, дым от которой вызовет аллергическую реакцию или даже отравление. Но в этом отношении у обычной кухонной плиты шансов вызвать проблемы ничуть не меньше.

К сожалению, открытая спираль в бытовом нагревателе с вероятностью 90% говорит о том, что это изделие крайне низкого качества. Хороший ТЭН стоит достаточно дорого, а если на нём решили экономить, то и остальное не на уровне.

Корпус такого обогревателя будет рассчитан на работу в идеальных условиях — не более пары часов без перерыва и на расстоянии метра от любого предмета. В итоге он будет сильно нагреваться в реальном мире. Какие ароматы будет испускать вторичный пластик корпуса предсказать невозможно.

Обдув прибора преподносит свои сюрпризы. Вентилятор такого девайса тоже будет соответствовать по качеству. Хоть и кажется, что в вентиляторе-то уж точно никакой угрозы здоровью не может быть, это не так. Мотор, особенно плохо изготовленный и не сбалансированный, является источником вибраций и шума, возможно даже инфра- и ультразвука. Оба фактора вполне себе могут стать причиной головных болей.

Заключение
Все расхожие аргументы против открытых спиралей просто миф, порождённый не то безграмотностью не то маркетингом. Обогреватели с открытой спиралью и в самом деле могут повредить здоровью, случаи эти достаточно редки и требуют стечения довольно странных обстоятельств.

Если вы намереваетесь использовать такой обогреватель в среднестатистической квартире, где нет нашествия насекомых и пылевых бурь, то никаких проблем у вас не возникнет. При условии, что устройство качественно изготовлено, конечно.

Обогреватели с открытой спиралью более пожароопасны и могут послужить причиной ожогов, но кислородного голодания не вызывают и угарный газ не выделяют. Разница в цене между ними и более навороченными моделями может составлять несколько тысяч рублей.

Холодная российская весна и оптимизм коммунальных служб скорее всего вынудят ещё не раз воспользоваться обогревателем в ближайшее время. Кто-то хочет одноразовый прибор для съёмной квартиры, кому-то важна безопасность ребёнка, кому-то важна эстетика. Если вдруг потребуется купить обогреватель, оценивайте соотношение удобства применения и цены, а страшным историям продавцов-консультантов не верьте.

Оставить комментарий

Интересное