Spotřebiče nadoraz

[Josef]

Spotřebiče "nadoraz"

Nevím, jak jinak bych výstižně nazval spotřebiče, které se dnes dostávají na spotřební trh. Ještě před dvaceti (a v některých případech ještě před deseti) lety se výrobci snažili dodržovat alespoň rámcově „fyzikální zákony“ a dlouholetým praktickým provozem ověřená technická doporučení. Dnes už je ve většině případů nedodržují a funkce zařízení se pak podobá spíš ruské ruletě.

Mnoho věcí zůstává běžnému spotřebiteli skryto, ale je to tak. Představte si obyčejný vysavač. Ten dnešní vysavač má motor polovičních rozměrů než ten, který byste nalezli ve vysavači starém dvacet let. Přitom ten dnešní má o třetinu vyšší výkon. Jak je to možné? Běžný spotřebitel si řekne: „No jistě, máme přece ten vědeckotechnický pokrok. Lepší materiály a tak... Co by na tom mělo být divného?“

Ale technik ví, že divné to je. Tuze divné. Zvláště když si vezmete k ruce elektrotechnické nebo fyzikální tabulky s doporučenými průřezy měděných vodičů a kalkulačku. Měď je totiž přes veškerý pokrok stále jen tou starou dobrou mědí a železo železem. Zjistí, že elektromotor je navinutý tak tenkým drátem, že by podle tabulek neměl mít výkon větší než cca 350 wattů. Počet a síla svazku rotorových plechů odpovídá taky sotva 350 wattům. K oněm 1800 wattů uváděných na štítku vysavače se kontrolním výpočtem nedopracuje ani omylem. Počítá snad něco špatně? Ne, nepočítá. To jen výrobce zkouší naši trpělivost, nebo spíše krajní odolnost svého výrobku. Řečeno po lopatě – výrobci (při používání spotřebiče už vy jako spotřebitelé) se snaží výrobek „vydojit“ doslova „na krev“. Bez ohledu na nějaká léty prověřená a obecně uznávaná technická doporučení. Bohužel ne bez trvalých následků.

Výrobce použije o něco odolnější lak na vinutí a „dovolí“ zvýšení jeho teploty hrubě nad 100°C. Že vzniká enormní přebytek tepla? No a co, však on to ventilátor vysavače uchladí a horký vzduch se vyfoukne ven. A tak zatím co vy si vlastně místo toho, co má být vysavač nechtíc kupujete něco co kromě vysavače funguje spíš jako horkovzdušné topení či fén na vlasy, výrobce se raduje, jak vás ošidil o pár gramů mědi na vinutí a trošu železa na rotoru. Pro něj to ve výsledku dělá miliony, pro vás potřebu pravidelně po dvou letech kupovat nový spotřebič. Protože vyšší teplota rovná se rychlejší stárnutí materiálu. Jednoho dne to už lak na vinutí nezvládne, cívka se prorazí a během několika sekund za velkého smradu odejde motor vysavače do motorového nebe.

Ale nejde jen o vysavače. Podobné je to s elektrickým ručním nářadím. Stejně velká úhlová bruska mívala před deseti lety 750W dnes má tatáž 1200W*. Vrtačky, pily, el. hoblíky atd. jsou na tom stejně.

Nejde jenom o zařízení s elektromotorem. Stejné je to i u jiných spotřebičů. Třeba takový síťový zdroj nebo nabíječka k mobilnímu telefonu. Dnes jsou konstruované na principu spínaných zdrojů, ale zahřívají se také. Problém je, že uvnitř obsahují součástky, kterým teplé prostředí silně nevyhovuje. Zejména pokud jsou současně namáhány ještě druhým aspektem – vysokým napětím na hranici jejich konstrukčních možností.

*) Je to částečně i změnou metodiky - za jakých podmínek je uváděná hodnota měřena a definována. Ono není číslo jako číslo. Nejmarkantněji je to viditelné u elektroakustických zařízení. Pokud byl v sedmdesátých letech uváděný výkon zesilovače či reprobedny 30 wattů, jednalo se o trvalý výkon, který zesilovač dodal a reprobedna vyzářila. Výkon, kterým jste bez obav mohli hrát celý den bez nebezpečí poškození zařízení. Dnes bude na zesilovači či reprobedně srovnatelné hlasitosti uvedena hodnota nejméně 200 wattů. Ale je to virtuální číslo, při provozu v praxi o nerealizovatelnou hodnotu. Je to výkon ke kterému osobně rád posměšně dodávám, že se jedná o "watty v poslední sekundě před spálením". Skutečně použitelný výkon bude zase někde okolo 30 wattů. Fór je v tom, že údaj 200W napsaný velkým písmem na bedně naláká více zákazníků a ti se pramálo starají o to, jak výrobce k tomuto číslu došel...

[Josef]

Co s tím může spotřebitel udělat?
Jak může spotřebitel zvrátit tento trend nebo alespoň provozovat své vlastní spotřebiče trochu „něžněji“, více v souladu s fyzikálními zákony tak, aby mu vydržely? Bez zásahu do nitra spotřebiče jsou možnosti poněkud omezené, ale jsou.

Snížení napájecího napětí
Jedním z účinných kroků je snížení napájecího napětí. Snížením napětí se logicky sníží i výkon a tím i extrémní proudové namáhání vodičů, přesycení transformátorových plechů a klesne teplota. Tím se provozní režim spotřebiče dostane alespoň částečně do rozumných mezí.

Samozřejmě je pak otázkou, zda vám bude jeho snížený výkon stačit. Praxe však ukazuje, že plný výkon např. ručního nářadí, potřebujete opravdu jen vzácně. Pro dlouhé práce (u úhlové brusky např. broušení) vystačíte s třemi čtvrtinami či jen polovinou výkonu a stroj si může ulevit. Extrémní výkony potřebujete většinou jen krátce (u úhlové brusky např. řezání). Stejné je to s ruční vrtačkou. Když si uděláte soukromou statistiku, zjistíte, že nejčastěji vrtáte otvory do průměru 8mm. Těch velkých, na které potřebujete plný výkon, je v celkovém úhrnu podstatně méně.

Mnozí namítnou: „Já mám vrtačku s elektronickým regulátorem a šetřím ji tak, že ji neženu naplno.“ Bohužel to je jen polovičaté řešení. Všechny regulátory, kterými jsou dnešní spotřebiče osazené, pracují na pulzním principu – krátce pustí do spotřebiče plný výkon a pak následuje delší či kratší pauza. To se opakuje padesátkrát za vteřinu. Napěťových a proudových špiček, usilujících poškodit náš spotřebič, se tedy tímto způsobem nezbavíme. Jediné čeho se zbavíme je nadměrné oteplení, protože vinutí má čas se ochladit. Když však budeme spotřebič napájet nižším napájecím napětím, než je v elektrorozvodné síti, klesne výkon, ale klesne i ono nepříjemné namáhání spotřebiče napěťovými a proudovými špičkami.

Můžeme si to dovolit?
To je dost zásadní otázka. Jak u kterého spotřebiče. U elektromotorů asynchronních, zvláště těch, které se rozbíhají se zátěží, si to rozhodně nesmíte dovolit. Stejně tak spotřebiče s elektronkami, i ty potřebují správné napětí pro žhavení. Typické spotřebiče, které v domácnosti vyžadují plné nesnížené napětí, jsou:
Čerpadlo domácí vodárny, kompresor, kompresorová lednička, klimatizace, starší typy automatických praček, míchačka betonu, štípačka na dřevo, šrotovník, stolní bruska, stolní okružní pila, stojanová vrtačka a obdobné obráběcí stroje, mikrovlnná trouba (to je ještě jedno z mála zařízení s elektronkou, co máme v domácnosti)...

Naopak - pokud má spotřebič komutátorový motor s uhlíky pak snížené napětí snese zcela bez obav (a dokonce hodně snížené, třeba o třetinu). Mezi takové v domácnosti patří například:
Mixér, vysavač, ruční vrtačka, úhlová bruska*, leštička, přímočará pilka, ruční kotoučová pila, elektrická řetězová pila, horní frézka, řetězová dlabačka, ruční pásová nebo vibrační bruska, strunová sekačka, plotostřih, vysavač na listí, elektrické bourací kladivo...

Dále můžeme přiměřeně snížit napájecí napětí u všech ostatních spotřebičů, které používají ve vstupní části spínaný zdroj. A to aniž by došlo ke snížení výkonu spotřebiče. Pouze se sníží napěťové namáhání vstupní části spínaného zdroje (které je v kombinaci s teplem často zcela na hranici odolnosti součástek a pokud dochází k poruchám, bývá to velmi často právě tam). Mezi takové v domácnosti patří:
Stolní počítač, televizor, zdroj pro notebook, nabíječky mobilů a tabletů, úsporné zářivky a LEDžárovky...

Když snížíte síťové napětí vstupující do spínaného zdroje z 230 voltů na 218 voltů, tedy o 12 voltů, špičkové napětí uvnitř zdroje se sníží z 322 voltů na 305 voltů, tedy o 17 voltů. To může někdy významně rozhodovat o délce života přístroje. Samozřejmě na výkon zdroje a celého zařízení to nemá žádný vliv, protože elektronika na výstupu ze zdroje rozdíl automaticky vyrovná.
Schválně si přečtěte, co je uvedeno na vaší nabíječce k mobilu: „100 – 240V“ Proč tedy trápíte svoji nabíječku na hranici jejich technických možností napětím 240V z vaší zásuvky, když může spolehlivěji a s rezervou pracovat s napětím nižším? Aha oni vám z elektrárenského podniku elektřinu o nižším napětí nedodávají…
…no tak se o to musíte postarat sami.

*) Při dlouhém broušení smirkovými kotouči se mi osvědčilo předřadit před ruční brusku dokonce i originální přenosný transformátor 220V/110V od staré 16mm promítačky. I při napájení jen 110V podávala bruska pro tuto práci zcela dostatečný výkon, byla při tom zcela studená a chod motoru velmi příjemný a kultivovaný.

[Josef]

Transformátor na snížení síťového napětí*

Pokud potřebujete snížit napájecí napětí, pak stačí do zásuvky zapojit níže popsaný přístroj a do zásuvky na tomto přístroji pak zapojit spotřebič. V přístroji je použitý běžný síťový transformátor z 230 voltů na 12 nebo na 24 voltů. Primární strana transformátoru je zcela běžně připojena na síť. Sekundární strana transformátoru je zapojena mezi síť a spotřebič do série. Polaritu vinutí je zapotřebí vyzkoušet tak, aby v našem případě docházelo k odečítání napětí. Tedy od původního napětí v síti 230V se odečte napětí na sekundární straně transformátoru 12V a pro spotřebič zbude jen 218 voltů. Pokud chcete snížit napětí výrazněji, použijete transformátor o sekundárním napětí 24 voltů, kterým snížíte síťové napětí 230 voltů na pouhých 206 voltů.

Schéma zapojení transformátoru:

Protože je transformátor zapojený jako tzv. autotransformátor, zvládne i transformátor malého výkonu upravovat napětí pro spotřebič mnohonásobně většího výkonu a zařízení není ani drahé, ani těžké. Jako transformátor výborně poslouží třeba toroidní transformátor 230V/12V prodávaný dnes běžně pro napájení 12V halogenových svítidel. Nebo transformátor 230V/24V používaný pro napájení 24V osvětlení u obráběcích strojů.

Samozřejmě bezpečnost provozu musí být je na prvním místě - transformátor musí být nainstalovaný do řádně uzemněné plechové bedýnky opatřené větracími otvory. Než poprvé k transformátoru připojíte spotřebič, zkontrolujte voltmetrem výstupní napětí, zda skutečně dochází k jeho snížení. Pokud nedochází a transformátor naopak napětí výrazně zvyšuje, prohoďte vývody sekundárního vinutí (jen sekundárního, nikoli současně i primárního, to by nepomohlo). Nikdy neprovozujte transformátor s nezapojeným primárním vinutím. Je-li k transformátoru připojený spotřebič, musí být primární vinutí transformátoru vždy připojeno k síti.

Chytrolíny jistě napadne, co že se to děje s částí napětí a energií, kterou jsme od sítě transformátorem „odečetli“, ztratí se? Nebojte, neztratí. Přes transformátor se dostává vlastně „nazpět“ do síťového přívodu. Takže tuto energii (rozdíl) máte jako by svoji vlastní a odeberete o ni ze sítě méně.

................................

*) Tento příspěvek není návodem ve smyslu občanského zákoníku, pouze soupisem poznatků, vlastních měření a soukromých názorů autora na danou problematiku. Každý, kdo se bude pokoušet vyrobit či sestavit zařízení, činí tak na vlastní riziko a musí si být vědom, že tím dobrovolně podstupuje riziko neúspěchu, finanční ztráty, úrazu či jiné újmy. Není zaručena shoda obsahu článku s platnými normami ČSN a EN a souvisejícími vyhláškami, je věcí každého si toto zajistit. Při svém konání jste povinni dodržovat zákony České republiky, protipožární a bezpečnostní vyhlášky. Při veškeré činnosti používejte především zdravý selský rozum. Je jen na vás, jak uvedené informace užijete a jaký konečný výsledek to bude mít.

[MacGyver]

Právě jsem vyhodil do popelnice vysokotlaký čistič Karcher K 3.80. Vskutku toho nevydržel mnoho. Během pěti let jsem jej používal velmi občasně. 2 x reklamace v záruční době. Po uplynutí záruky jsem jej měl rozdělaný na ponku několikrát a měnil hlavy čerpadla, o kroužky, gufírka jiné titěrné serepetičky. Moje blbost, že jsem nad tím strávil tolik hodin opravováním, namísto abych s tím šlehl hned. V této kategorii do 5000 je to spotřební věc. Z konstrukčně mizerné věci sebelepší mechanik pořádný stroj neudělá.

Vzpomenu ještě příhodu, kdy jsem po záruce dal stroj do servisu v bláhové víře, že poskytují profi servis, kterým se honosí. U stroje, která stál 4600 Kč mi nabídli opravu za 5300 Kč. V klidu jsem jim tam sdělil co si o této firmě myslím, zaplatil 290 Kč za zjištění závady a naštvaný, že jsem naletěl odešel. Doma jsem ten krám rozdělal, zjistil, že je prasklé jedno těsnění za cca 5 Kč a během hodiny opravil.

Karcher nebrat hoby ani profi. S profi strojem za 80 000 Kč mám také bohaté zkušenosti. Servis každý měsíc, ale to je jiný příběh.

[Artifex]

Ještě doplním, že na centrálách se mnohdy dá také stáhnout napětí trimrem, pak netřeba trafa.

[Josef]

Jo, přesně tak, na dnešní běžně komerčně prodávané elektrocentrále s regulací AVR je seřizovací trimr přímo na zadní straně regulátoru (regulátor je pod čelním víkem generátoru) a s ním se dá nastavit prakticky jakékoliv výstupní napětí v zásuvkách, v rozsahu zhruba od 200 do 250 voltů. Ale pozor! Pokud už do toho bude někdo rádo by "odborně" vrtat (nutno seřizovat za chodu motoru a s odšroubovaným regulátorem) - chce to celoplastový šroubovák a dávat si velký pozor, aby se chladič výkonového transistoru (který vyčnívá z jinak dobře zalitého regulátoru) ničeho kovového nedotknul (je pod napětím) a regulátor se neodbornou manipulací nezničil.

[Artifex]

Přesně tak, za sebe doplním, že na vojenské 4kW verzi jsou regulační trimry na 400 i 230V uvnitř rozvodné skříně, v horní části, pokud jsem někoho inspiroval svým kouskem. Pravidla platí stejná, jako psal Josef, sice je to vše zakrytované, ale náhoda je blbec, šroubovák může sklouznout pod kryt...