Для российских дайверов тема холодноводных регуляторов остается довольно актуальной. Согласно закону Гей-Люссака, в точке расширения газа в результате уменьшения давления (адиабатическое расширение газа) температура газа резко падает. Данное явление наблюдается, если открыть вентиль баллона, не присоединив к нему регулятор — верхняя часть баллона очень быстро покрывается инеем.
Механизм такого процесса достаточно прост. Выходящий из штуцера газ очень резко охлаждается, в свою очередь, охлаждая при этом металл баллона, на котором, конденсируясь, замерзает влага из окружающего воздуха. Становится понятным, что при этом баллон охлаждается до температуры ниже нуля, иначе образование инея бы не наблюдалось. Также верно и обратное утверждение, что при сжатии газа будет происходить повышение его температуры. В связи с этим, при закачке баллона газом из компрессора, баллон будет нагреваться.
Степень охлаждения в данном случае будет зависеть от многих факторов: разница давлений окружающего воздуха и газа в баллоне, количество газа, выходящего в единицу времени, а так же общее время выхода газа. Таким образом, в точке выхода газа из клапана (так называемая «точка холода») температура может понижаться до -30°C. Поскольку нами вдыхается не абсолютно сухой воздух, то находящаяся в нем влага, может конденсироваться и замерзать, что в свою очередь приведет к нарушению работы регулятора. В связи с этим конструкторам приходится решать проблему замерзания механизмов регуляторов разными способами.
Существует несколько путей решения проблемы обмерзания регулятора:
Во-первых, необходимо разделение моделей регуляторов по классам устойчивости к той температуре воды, в которой будет происходить погружение. Во-вторых, технические и конструкционные методы решения задачи обмерзания. В-третьих, регламентированное обслуживание оборудования, а также соблюдение правил проведения погружения при отрицательной температуре. В-четвертых, следует принимать во внимание опыт других дайверов.
Очевидность первого пути при лабораторных испытаниях, а также практическое использование регуляторов самой разнообразной конструкции в воде, имеющей температуру более 7°С, показали, что вероятность появления обмерзания на деталях регулятора первой и второй ступеней минимальна. Однако при использовании регулятора в воде с температурой ниже данного показателя, эта опасность очень резко увеличивается, особенно при возрастании интенсивного дыхания дайвера, а так же при его погружениях на предельно допустимую глубину, поскольку при увеличении воздушных потоков интенсивность охлаждения регулятора возрастает.
Все эти данные учитываются Европейским стандартом EN 250, который определяет требования, маркировку и испытания автономных водолазных аппаратов открытого типа, функционирующих на сжатом воздухе. Сообразно стандарту EN 250, регуляторы разделяются на две основные группы: регуляторы, используемые при погружениях в воду с температурой, превосходящей 10°С, и регуляторы, применяемые для погружений с температурой воды ниже 10°С. В данном стандарте прослеживается даже небольшой запас от 7°С, при которых проводились эксперименты.
Право, для чего усложнять и, естественно, поднимать стоимость конструкции регулятора, используемого для погружений в тёплой воде? Для таких задач подойдут недорогие и самые простые модели, как скажем, поршневые несбалансированные регуляторы с открытой гидростатической камерой, которые просты, дёшевы и надёжны в эксплуатации. Они используются дайв-центрами для обучения дайверов в закрытой воде, а также для рекреационных погружений на небольшую глубину. Их конструкция гарантирует комфортное дыхание, а также безотказную работу на небольшой глубине и в воде с температурой более 10°С. При сильном снижении температуры воды регулятор данного типа может просто замерзнуть.
Для приобретения сертификата соответствия и разрешения на работу в воде, температура которой не превышает 10°С, регулятору необходимо пройти тест, в соответствии со стандартом EN 250. Тестирование регуляторов проводится при следующих условиях: необходимая глубина погружения 50 метров, интенсивность дыхания 62,5 л в минуту, давление сжатого воздуха должно быть 50 бар, температура воды 4°С (с погрешностью 0,2°С), температура выдыхаемой смеси при испытании должна быть равна 28°С, а влажность более 90%. В данных условиях регулятор должен выдержать 5 минут. Прошедшие данный тест регуляторы, могут использоваться для погружений в воде с температурой в пределах от +4 до +6°С, но не меньше. Дальнейшее понижение температуры данным стандартом уже не рассматривается.
Те погружения, которые совершаются в пресной воде при температуре около 0°С, а также в арктических водах, где температура воды достигает — 3°С, считаются экстремальными. При таких погружениях выдвигаются особые требования, к регулятору особенно. Чтобы уяснить причину замерзания регулятора при различных условиях, необходимо выяснить, почему регулятор не замерзает? Точка холода, в которой температура опускается до -30°С действительно есть, однако регулятор не подвержен обмерзанию. Ситуация заключается в том, что у окружающей и относительно тёплой воды есть время обогреть редуцирующее устройство регулятора и, даже если конденсируется влага, то она не замерзает. Так, что открытая гидростатическая камера первой ступени поршневых регуляторов не является помехой.
Но если температура окружающей воды понижается, вероятность замерзания трущихся поверхностей, которые соприкасаются с окружающей водой, резко увеличивается. Чтобы решить данную проблему, гидростатическая камера изолируется от окружающей воды, и она заполняется силиконовой жидкостью, а так же герметизируется специальной прокладкой. Данный вид регуляторов можно использовать при погружениях в холодной воде, исключая экстремально холодную.
В данный момент среди современных моделей регуляторов для погружений в экстремально холодную воду поршневых регуляторов не существует. Устройство данного типа регуляторов становится чрезмерно дорогим, и они фактически будут намного превышать по стоимости мембранные, как если бы данные поршневые регуляторы обладали лучшими характеристиками, однако это далеко не так. Еще в середине 90-х годов был снят с производства регулятор Pioneer производства Aqua Lung, относящийся к данному типу регуляторов. Современные регуляторы для экстремальных погружений при низких температурах исключительно мембранные.
В настоящее время промышленностью изготавливаются регуляторы наивысшего качества, адаптированные для работы в холодных водах: вероятность замерзания таких регуляторов очень мала. Все производимые сегодня регуляторы — двухступенчатые, а значит, и бороться приходится с обмерзанием обеих ступеней. Это обуславливается тем, что по причине замерзания какой-то из ступеней регулятора его пневматическая схема перестаёт нормально работать, а это ведёт к недостаточной, или к самопроизвольной подаче воздуха.
Различные компании борются с обмерзанием первой ступени по-разному. Например, компанией Aqua Lung была запатентована изолированная сухая камера, оберегающая от проникновения воды весь механизм клапана. Воздух имеет теплопроводность ниже, чем у силикона на несколько порядков, поэтому при таком решении вероятность обмерзания первой ступени практически исключается. Нельзя не сказать еще и об опыте конкретного производителя, нацеленного на совершенствование устойчивости регулятора к обмерзанию, а так же всей историей развития и модернизации регулятора как технического агрегата.
Огромное внимание уделяется диаметрам технологических каналов, их конфигурации, чистоте обработки металлов особенно в местах, где скорость воздушного потока резко меняется. Следует отметить, что в процессе производства появляются новые технические идеи, а также новые производственные возможности. Новые изделия проходят тестирование и на стадии разработки, и на всей стадии производства.
Так, компания Aqua Lung для этих целей использует самый большой и совершенный во всем мире специальный стенд для тестирования регуляторов в воде с температурой до +2°С. Достижение глубины 110 метров достигается в течение 20 секунд, давление в баллоне до 350 бар, температура выдыхаемого воздуха равняется 34°С при влажности 98%, частота дыхания регулируется в диапазоне от 10 до 110 циклов в мин. Все регуляторы компании подвергаются полноценному тестированию под водой.
Совершенная пневматическая схема и сухая камера гарантируют очень высокую устойчивость регулятора первой ступени к обмерзанию. Чтобы увеличить защиту от обмерзания второй ступени регулятора все металлические детали дыхательного автомата, предназначенного для погружения в экстремально холодных водах, покрывают слоем тефлона. Использование такого покрытия не даёт замёрзнуть влаге, в том количестве, которое приводит к нарушению работы второй ступени. Например, тот же Poseidon во время погружений под лёд, невзирая на «выплевывание» кусочков льда из дефлектора, работает безотказно.
Компанией Aqua Lung был запатентованы теплообменники, которые исключают обмерзание клапанного механизма, они устанавливаются на дыхательных автоматах. В частности, в дыхательном автомате Aqua Lung Glacia была перемещена точка крепления рычага на сторону, которая противоположна точке выхода воздуха. А покрытие рычага тефлоном практически исключает и замерзание шарнира, и образование наледи на самом рычаге.
Но всё-таки не обмерзающих регуляторов не существует! Можно вести речь лишь об устойчивости регуляторов к образованию наледи. Во многих случаях обмерзанию регулятора способствует находящаяся внутри него влага, что является следствием нарушения правил эксплуатации, ухода или хранения. Недавно сотрудниками МЧС было заявлено, что во время тренировочных сборов, которые проходили на Байкале, у них замёрз регулятор Cousteau Glacia, во время погружения в воду при температуре +14°С. Оказалось, что во время погружения они надували 500-литровый лифт, при этом зажав байпас! Конечно, можно придумать множество способов заморозки регулятора, но все-таки безопаснее для себя будет просто придерживаться инструкций, выработанных фирмами-производителями, от соблюдения которых зависит жизнь и здоровье дайверов.
Самое главное правило – в баллон необходимо заправлять исключительно сухим воздухом! Без соблюдения данного требования все остальные разговоры попросту бесполезны. Влаги в регуляторе не должно быть. В регулятор влага может попасть несколькими способами. Категорически запрещена продувка регулятора сжатым воздухом по окончании погружения! При промывке и при хранении, если заглушка YOKE или DIN-подсоединение неплотно прикручены. При нажатии кнопки принудительной подачи воздуха во время опреснения.
При отрицательных температурах воздуха регуляторы необходимо как можно дольше держать в тепле. Запрещается дышать на поверхности, а первый вдох нужно делать, находясь уже под водой. Необходимо, как минимум раз в год проходить сервисное обслуживание, и исключительно в авторизованном сервисном центре. Однако, даже следуя всем правилам при проведении погружений в экстремально холодную воду, PADI рекомендует, а CMAS требует в обязательном порядке иметь резервную систему дыхания; при этом резервная система должна быть полноценной, а не октопус.
Итак, главные рекомендации по увеличению устойчивость к обмерзанию:
— использовать изолированную сухую камеру редуктора;
— понизить установочное давление регулятора до минимально допустимого значения;
— применять радиаторы-теплообменники на дыхательном автомате;
— загрублять регулировки сопротивления дыханию второй ступени регулятора;
— не допускать образования в регуляторе конденсата, что напрямую связано с правильностью его обслуживания;
— для заправки баллонов использовать исключительно сухой воздух.
— регулярно проводить сервисное обслуживание регулятора (не реже раза в год).
