Смотреть все

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПОДОГРЕВА ВОДЫ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Автор Щемелв Анатолий Мефодьевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Устройство для предварительного подогрева воды, содержащее трубопровод подачи воды, теплогенератор и бак для хранения подогретой воды, отличающееся тем, что содержит качающий узел, установленный в траншее, выполненной на полотне автомобильной дороги с интенсивным движением автотранспорта, и содержащий, по меньшей мере,один гидравлический и один пневматический цилиндры, одним своим концом прикрепленные к внутренней стороне металлического цилиндрического сегмента, закрывающего траншею, один конец которого шарнирно закреплен, а второй - подпружинен, поршневая полость, по меньшей мере, одного гидравлического цилиндра одной гидролинией через обратный клапан соединена с трубопроводом подачи воды, а второй гидролинией через обратный клапан - с напорной магистралью блока гидроаккумуляторов, поршневая полость, по меньшей мере, одного пневматического цилиндра одной пневмолинией через обратный клапан соединена с атмосферой, а второй пневмолинией через обратный клапан с напорной магистралью блока гидроаккумуляторов, выход которого через редукционный клапан соединен с двухпозиционным распределителем с электромагнитным управлением,первый выход которого гидравлически соединен с теплогенератором, а второй - с гидромотором, вал которого механически соединен с электрическим генератором, причем в баке для хранения подогретой воды установлено термореле, электрически соединенное с электромагнитом двухпозиционного распределителя. 11674 1 2009.02.28 Устройство относится к системам подогрева воды в жилищном строительстве, а также па промышленных предприятиях. Известна система подогрева воды 1, включающая солнечные батареи для подогрева воды как в бытовых, так и в промышленных нуждах. Особенностью этой конструкции является использование солнечного освещения для получения тепловой энергии. Такая конструкция работает при наличии солнечного яркого освещения. В пасмурное время и в ночное время система не работает. Кроме того, система достаточно дорогая, что и не привело ее к широкому использованию. Известна система подогрева воды, включающая насос, трубопровод и теплогенератор. Особенностью этой конструкции является наличие насосной станции, имеющей электродвигатель и насос, потребляющие электрическую энергию 2. Задача изобретения - снижение затрат на подогрев воды для бытовых и промышленных нужд. Эта задача решается за счет того, что в устройстве для предварительного подогрева воды, содержащее трубопровод подачи воды, теплогенератор и бак для хранения подогретой воды, согласно изобретению, содержит качающий узел, установленный в траншее, выполненной на полотне автомобильной дороги с интенсивным движением автотранспорта, и содержащий, по меньшей мере, один гидравлический и один пневматический цилиндры,одним своим концом прикрепленные к внутренней стороне металлического цилиндрического сегмента, закрывающее) траншею, один конец которого шарнирно закреплен, а второй - подпружинен, поршневая полость, по меньшей мере, одного гидравлического цилиндра одной гидролинией через обратный клапан соединена с трубопроводом подачи воды, а второй гидролинией через обратный клапан - с напорной магистралью блока гидроаккумуляторов, поршневая полость, по меньшей мере, одного пневматического цилиндра одной пневмолинией через обратный клапан соединена с атмосферой, а второй пневмолинией через обратный клапан - с напорной магистралью блока гидроаккумуляторов, выход которого через редукционный клапан соединен с двухпозипионным распределителем с электромагнитным управлением, первый выход которого гидравлически соединен с теплогенератором,а второй - с гидромотором, вал которого механически соединен с электрическим генератором, причем в баке для хранения подогретой воды установлено термореле, электрически соединенное с электромагнитом двухпозиционного распределителя. Установка качающего узла обеспечивает создание давления в гидромагистрали воды при каждом наезде колес автомобиля на металлический цилиндрический сегмент. Установка пружины на одном конце сегмента обеспечивает возврат в исходное положение сегмента при съезде колес с сегмента. Установка гидроцилиндра и пневмоцилиндра обеспечивает при нажатии на них сегмента закачку жидкости и воздуха в гидросистему. Установка обратных клапанов обеспечивает закрытие гидромагистралей при движении жидкости в одном направлении и открытие гидромагистрали при движении в другом направлении. Наличие гидроаккумуляторов позволяет накапливать жидкость в них под давлением. Наличие редукционного клапана позволяет потребителю получать равномерный расход жидкости на теплогенераторе или на гидромоторе. Наличие двухпозиционного распределителя обеспечивает изменение направления потока жидкости при достижении ею заданной температуры. Установка термореле обеспечивает при достижении заданной температуры в гидробаке подачу напряжения на электромагнит распределителя и перевод его в положение подачи потока на гидромотор. На фиг. 1 показана установка качающего узла на полотне дороги по примеру лежачего полицейского. На фиг. 2 - гидравлическая схема устройства предварительного подогрева воды. На полотне дороги выполняется узкая траншея, в которую устанавливается по одному или более гидравлическому 1 и пневматическому 2 цилиндру. Траншея закрыта цилиндрическим сегментом 3 с возможностью поворота (шарнирное крепление), а вторым концом 2 11674 1 2009.02.28 сегмента 3 к пружинам. Поршневая полость гидроцилиндра 1 через обратный клапан 4 соединена с трубопроводом 5 системы водоснабжения. Пневмоцилиндр 2 соединен с атмосферой через обратный клапан 6. Через другие обратные клапаны 7 и 8 поршневые полости цилиндров 1 и 2 соединены с напорной магистралью гидроаккумуляторов 9. Гидролиния гидроаккумуляторов 9 соединена через редукционный клапан 10 с двухпозиционным распределителем 11 с электромагнитным управлением. Один выход распределителя 11 гидравлически соединен одной гидролинией с теплогенератором 12, а вторым с гидромотором 13, который механически соединен с электрическим генератором 14. Устройство предварительного подогрева воды работает следующим образом. При наезде колес автомобиля на сегмент 3 весовая нагрузка колес автомобиля передается на пневмо- и гидроцилиндры 1 и 2, штоки которых перемещаются и подают жидкость в гидроаккумуляторы 9. При снятии нагрузки от колес автомобиля пружина сегмента 3 возвращает в исходное положение гидроцилиндры и пневмоцилиндры 1 и 2. Жидкость из аккумуляторов 9 подается на редукционный клапан 10, который подает жидкость в теплогенератор 12. Наличие в жидкости частиц воздуха на выходе из сопла трубопровода увеличивает скорость движения жидкости на входе в теплогенератор, что увеличивает теплоотдачу. Когда жидкость в емкости нагрелась до требуемой температуры, температурное реле 15 замыкается, и напряжение подается на электромагнит распределителя 11, золотник перемещается, и поток жидкости направляется на гидромотор 13, механически связанный с генератором 14. Генератор 14 вырабатывает электроэнергию, направляемую в электросеть. Таким образом можно получить тепло для обогрева здания и получить электроэнергию достаточно дешево (только стоимость установки), что экономит расходы газа или другого теплоносителя и позволяет получить тепло и электроэнергию без использования газа, мазута, угля, нефти и других источников энергии. Источники информации 1. Дашков В.Н. Возобновляемые источники энергии в ресурсосберегающих технологиях АПК, 2003. - С. 57, рис. 3.20. 2. Патент РБ 682, МПК 24 3/02,24 3/00. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3

Теплообменник УМПЭУ

Струйный пароводяной теплообменник смешивающего типа с камерой предварительного смешения, получивший обозначение УМПЭУ ), позволяет обеспечить подогрев воды бесшумным вводом пара в поток воды и его конденсацию без вибраций и гидравлических ударов. Рабочим телом в теплообменнике УМПЭУ является химочищенная вода, а инжектируемым - пар.

За период с 2000 - 2019 г. были реализованы и успешно работают более 200 теплообменных устройств УМПЭУ разной от (3 - 1800) т\час, на различных промышленных объектах России и стран СНГ. Внедренные установки УМПЭУ особенно эффективно эксплуатируются в локальных схемах отопления и ГВС предприятий, получающих пар от внешних источников (ТЭЦ, крупных котельных и.т.д.).

Теплообменники УМПЭУ с успехом заменяют:

• Кожухотрубные теплообменники
• Пластинчатые теплообменники
• Трансзвуковые аппараты (Фисоник, ТСА, СФА, Кварк, Коссет, Транссоник, ПСП)
• Водогрейные котлы

Сферы применения теплообменников УМПЭУ

• Нагрев воды в системах химической очистки воды
• Деаэрация
• Отопление
• Вентиляция
• Теплоснабжение
• Утилизации отработавшего пара
• Подогрев технической воды для технологических нужд

Видео теплообменника УМПЭУ

Принцип работы теплообменника УМПЭУ

1 - конфузор; 2 - водяное сопло; 3 - приемная камера; 4 - пристеночные обратные токи; 5 - камера предварительного смещения пара с водой; 6 - гаситель пульсаций; 7 - трубопровод; 8 - паропровод; 9, 10 - форсунки; 11 - генератор вихрей; 12 - возвратные течения; 13 - вихревые течение.

Обратная вода из тепловой сети после циркуляционных насосов давлением поступает через патрубок подвода воды в разгонное сопло установки, а пар через патрубок подвода пара поступает в камеру предварительного смешения, где происходит перемешивание воды и пара в смесь, которая далее поступает в диффузор и гаситель пульсации, где происходит дальнейшее перемешивание пароводяной смеси и нагревание до требуемой температуры. Нагретая обратная вода поступает в тепловую сеть.

Преимущества от внедрения теплообменников УМПЭУ

	Сокращение потерь тепла. УМПЭУ являются смесительными теплообменниками, в них отсутствуют промежуточные поверхности (тонкостенные трубки и пластины) и тепло греющего пара передается при непосредственном контакте пара и воды. Поэтому подогреватели УМПЭУ имеют более высокий коэффициент теплопередачи (близок к единице и сохраняется неизменным в процессе длительной работы) и в десятки раз меньшие размеры, благодаря чему существенно уменьшаются потери тепла с наружных поверхностей установки. КПД составляет 99,5% .
	Уменьшение расхода греющего пара. Тепло содержащееся в греющем паре используется в Установке с Магистральным ПароЭжекторным Устройством полностью, так как конденсат после смешения отдает свое тепло основной массе нагреваемой воды, при этом отпадает необходимость в использовании охладителей конденсата а также схемы его сбора. Поэтому, при одинаковой тепловой мощности на выходе УМПЭУ, расходуется на 20-25% меньше греющего пара, чем на .
	Надежность и долговечность - теплообменники УМПЭУ имеют возможность работать с водой содержащей примеси, взвеси и соли, не требуют остановки для чистки и изготовляются из бесшовных стальных труб и штампованных деталей трубопроводов.
	Экономия на техническом обслуживании. В конструкции теплообменника УМПЭУ отсутствуют пакет тонкостенных трубок и вальцовочных соединений, а также вращающихся и подвижных частей, поэтому отпадает необходимость ежегодных чисток латунных трубок и пластин как в поверхностных подогревателях. Достаточно при выполнять требования технического регламента, согласно инструкции по эксплуатации, поставляемой с установкой.
	Экономия пространства и уменьшение стоимости монтажа. Пароэжекторная установка УМПЭУ выпускается на диаметры трубопроводов от Ду40мм до Ду500мм и имеют в несколько десятков раз меньшие размеры и вес за счет этого экономятся затраты на строительные и монтажные работы.
	Стоимость и быстрая окупаемость капиталовложений. Цена установки не дороже пластинчатого теплообменника и зависит от вида технологических задач Вашего предприятия, которые задаются в присланном на проектировании и изготовлении УМПЭУ. Срок окупаемости составляет 3 – 15 месяцев и зависит от параметров тепловой схемы (Q,G,Р нагреваемой воды) и высылается вместе с коммерческим предложением заказчику.
	Глубокая научная техническая проработка - отсутствие пульсаций давления потока, вибраций аппарата, низкий уровень шума при смешении пара с водой.
	Снижение вредных выбросов в атмосферу при утилизации пара.

Модельный ряд теплообменников УМПЭУ

Обозначение УМПЭУ	Условный диаметр по воде, мм	Расход максимальный воды, т/ч	Тепло-производительность максимальная, Гкал/ч	Расход пара, т/ч	Габаритные размеры, мм (LxH)*	Вес, кг	Замена теплообменников
УМПЭУ 01.00.000	40	12	0,36	0,6	1500х1200
УМПЭУ 02.00.000	50	20	0,6	1,0	1900х1450	120	ПП-2-6-2-2
УМПЭУ 03.00.000	65	30	0,9	1,5	1900х1450	130
УМПЭУ 04.00.000	80	45	1,35	2,2	1730х1670	190	ПП-2-11-2-2
УМПЭУ 05.00.000	100	75	2,25	3,7	1900x1600	210	ПП-1-21-2-2
УМПЭУ 06.00.000	125	110	3,3	5,5	2000x1800	350
УМПЭУ 07.00.000	150	170	5,1	8,4	2500x1870	460	ПП-1-32-7-2 (4)
УМПЭУ 00.00.000	200	250	7,5	12,4	2600x2000	600	ПП-1-35-2-2
УМПЭУ 08.00.000	250	450	13,5	22,3	2800x2050	800	ПП 1-53-7-2 (4) ПП 1-76-7-2 (4) ПСВ-63-7-15 ПСВ-90-7-15
УМПЭУ 09.00.000	300	700	21	34,6	3000x2150	1100	ПП-1-108-7-2 (4) ПВС-125-7-15
УМПЭУ 10.00.000	350	1020	30,6	51,0	4330x2100	1500
УМПЭУ 11.00.000	400	1400	42	69,3	3930x2200	2500
УМПЭУ 13.00.000	500	2160	64	105,6	4620x2190		ПСВ-200-7-15

* В габаритные размеры не входит длина прямолинейного участка трубопровода, определяемого расчетами

Наши заказчики на практике убеждаются, что теплообменники УМПЭУ являются на сегодняшний день представителем – самой эффективной и передовой технологией теплообмена, установки просты, максимально эффективны (высокий кпд- 99,5% ), при минимальных эксплуатационных расходах, надежны, удобны в эксплуатации, легко запускаются, легко автоматизируются с применением стандартных систем КИПиА.

Имеющийся опыт практического применения подогревателей УМПЭУ в системах теплоснабжения показал, что их использование дает потребителям значительный экономический эффект. Он определяется коротким сроком окупаемости, возможностью утилизировать низко потенциальный пар, с экономией до 20% сжигаемого топлива . На сегодняшний день теплообменник цена которого не превышает стоимости кожухотрубного и пластинчатого подогревателя является достойной заменой, позволяющей экономить энергоресурсы.

Представляет из себя смешивающий струйный подогреватель воды, работа которого основана на эжектировании пара в водяную магистраль за счет создания разрежения в потоке воды и нагревании воды до необходимой температуры, где используется теплосодержание пара при его конденсации.

На подводящей паровой магистрали перед теплообменником УМПЭУ устанавливается последовательно:

• отключающее устройство;
• быстродействующий отсечной клапан;
• регулирующий клапан;
• обратный клапан

Предназначен для перекрытия подачи пара в установку в случае аварийного прекращения подачи воды, управляемый электроконтактным манометром (ЭКМ), установленный на подводящем трубопроводе к УМПЭУ . В случае резкого падения давления воды, связанное с возникновением аварийной ситуации в тепловой сети ЭКМ передает электрический сигнал на привод отсечного клапана, который перекрывает паровую магистраль, тем самым выключая установку из работы и предотвращая попадание пара внутрь установки и тепловой сети при отсутствии воды.

Предназначен для автоматического регулирования температуры сетевой воды на выходе из установки в зависимости от температуры наружного воздуха.

Предназначен для защиты паропровода от обратного тока сетевой воды в случае превышения давления воды выше давления пара.

На подводящих и отводящих трубопроводах сетевой воды устанавливаются отключающие устройства.

Реализация внедрения УМПЭУ выполняется по следующей схеме :

• Подготовка объектов для внедрения теплообменного аппарата УМПЭУ.
• Обследование и диагностика оборудования, составление совместно с заказчиком технического задания для проектирования и изготовления Установки с Магистральным ПароЭжекторным Устройством, заключения договоров на поставку.
• Расчет теплообменника УМПЭУ в соответствии с оформленным техническим заданием.
• Индивидуальное проектирование теплосилового и электротехнического оборудования, систем контроля, управления и защиты от аварийных режимов.
• Контроль срока исполнения и поставка УМПЭУ заказчику.
• Шеф-монтажные, режимно-наладочные, балансовые гарантийно-сдаточные испытания изделия, с составлением акта приема-сдачи.

Срок изготовления Установки с Магистральным ПароЭжекторным устройством 25-30 рабочих дней .

Гораздо выгоднее УМПЭУ и начать экономить, чем тратить время и средства на содержание неэффективных и устаревших трубчатых подогревателей.

Для заполнения технического задания на проектирование и изготовление теплообменника УМПЭУ воспользуйтесь .

Переносное устройство для подогрева и подачи воды относится к электробытовым нагревательным приборам погружного типа и может быть использовано с целью нагрева и подачи воды для бытовых нужд. Устройство содержит корпус (1), нагревательный элемент (2) и насос (3), патрубок (4) отвода горячей воды с гибкой подводкой (5). Нагревательный элемент (2) снабжен контрольно-регулирующими приборами и может иметь керамическую герметичную оболочку. Патрубок (4) отвода горячей воды соединен с выходом насоса (3) и снабжен соплом (6). Технический результат заключается в создании переносного устройства для подогрева и подачи воды, позволяющего расширить область его применения и обеспечить удобство при эксплуатации. 3 ил.

Полезная модель относится к электробытовым нагревательным приборам погружного типа и может быть использована с целью нагрева и подачи воды для бытовых нужд.

Известно устройство для подогрева жидкости, включающее емкость с магистралями подвода и отвода жидкости и размещенными в ней нагревательными элементами, насос для перекачивания нагреваемой жидкости, встроенный в магистраль подвода жидкости, и устройство для поддержания температуры жидкости в заданных пределах (патент РФ №28227, МПК 7 F24H 1/10, опубл. 10.03.2003).

Недостатком данного устройства является его ограниченное применение, связанное с необходимостью подключения насоса к магистрали подвода жидкости.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является бытовой водонагреватель, содержащий теплоизолированный корпус, размещенный в декоративном корпусе, имеющие гибкие подводки патрубок подвода холодной воды и патрубок отвода горячей воды, снабженный установленным над ним автоматическим воздухоудалителем, нагревательный элемент, размещенный в нижней боковой части теплоизолированного корпуса и снабженный контрольно-регулирующими приборами, автоматическую насосную установку (патент РФ №2156409, MПK 7 F24H 1/20, опубл. 20.09.2000).

Недостатками известного технического решения являются его ограниченное применение, связанное с необходимостью подключения насоса к магистрали подвода жидкости, а также неудобство в эксплуатации, связанное с неравномерным прогревом воды.

Была поставлена задача расширить область применения и обеспечить удобство при эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для подогрева и подачи воды, содержащем, по крайней мере, один нагревательный элемент, размещенный в корпусе и снабженный контрольно-регулирующими приборами, патрубок отвода горячей воды с гибкой подводкой, насос, последний размещен в корпусе вместе с нагревательным элементом, а патрубок отвода горячей воды снабжен соплом, при этом нагревательный элемент и насос могут быть расположены в корпусе последовательно друг за другом или насос может быть расположен над нагревательным элементом, кроме того, нагревательный элемент может иметь керамическую герметичную оболочку.

Размещение насоса и нагревательного элемента в одном корпусе позволяет использовать его как устройство погружного типа без подсоединения к магистрали подвода жидкости, что значительно расширяет его область применения.

Кроме того, размещение насоса и нагревательного элемента в одном корпусе, а также наличие на патрубке отвода горячей воды сопла позволяет не только подавать жидкость, но и перемешивать ее, что способствует равномерному прогреву всего объема жидкости, обеспечивает удобство при эксплуатации.

Наличие у нагревательного элемента керамической герметичной оболочки предотвращает его повреждение от механических воздействий и позволяет эксплуатировать устройство без заземления.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного технического решения, не обнаружен. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:

фиг.1 - переносное устройство для подогрева и подачи воды, общий вид;

фиг.2 - то же, с размещением насоса над нагревательным элементом;

фиг.3 - то же, с выполнением корпуса в виде канистры.

Переносное устройство для подогрева и подачи воды содержит корпус 1, нагревательный элемент 2 и насос 3, расположенные в корпусе 1 последовательно друг за другом, патрубок 4 отвода горячей воды с гибкой подводкой 5. Корпус 1 выполнен в виде закрытого короба с множеством отверстий.

Нагревательный элемент снабжен контрольно-регулирующими приборами и может иметь керамическую герметичную оболочку.

Патрубок 4 отвода горячей воды соединен с выходом насоса 3 и снабжен соплом 6. Свободный конец гибкой подводки 5 может быть снабжен краном для перекрытия воды, устройством для распределения воды (душ), а так же приспособлениями для фиксации на стене, трубах, кранах и т.д.

Насос 3 может быть расположен над нагревательным элементом 2 (фиг.2).

Устройство размещают в любой емкости типа таз, ведро, кастрюля, или сам корпус выполняют таким образом, что он является емкостью для воды (типа канистры, фиг.3), в которой размещены насос 3 и нагревательный элемент 2.

Переносное устройство для подогрева и подачи воды работает следующим образом.

Устройство помещают в емкость с водой и подключают к электрической сети. В случае, когда свободный конец гибкой подводки 5 снабжен краном 7 для перекрытия воды, насос 3 и нагревательный элемент 2 включают одновременно. При этом при помощи нагревательного элемента 2 происходит процесс нагрева, а при помощи насоса 3 и сопла 6 происходит перемешивание жидкости, чем достигается ее равномерный прогрев. В

случае отсутствия крана для перекрытия воды сначала включают нагревательный элемент 2 и нагревают жидкость до нужной температуры. Затем включают насос и подают нагретую жидкость пользователю. Одновременно с подачей происходит перемешивание нагретой жидкости.

Наличие контрольно-регулирующих приборов позволяет поддерживать температуру жидкости в заданном диапазоне и защитить нагревательный элемент от перегрева.

Техническое решение позволило расширить область применения и обеспечить удобство при эксплуатации.

Заявляемое переносное устройство для подогрева и подачи воды соответствует требованию промышленной применимости и может быть выполнен на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных материалов и технологий.

1. Переносное устройство для подогрева и подачи воды, содержащее, по крайней мере, один нагревательный элемент, размещенный в корпусе и снабженный контрольно-регулирующими приборами, патрубок отвода горячей воды с гибкой подводкой, насос, отличающееся тем, что насос размещен в одном корпусе с нагревательным элементом, а патрубок отвода горячей воды снабжен соплом.

2. Переносное устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде короба с множеством отверстий.

3. Переносное устройство по п.1, отличающееся тем, что нагревательный элемент и насос расположены в корпусе последовательно друг за другом.

4. Переносное устройство по п.1, отличающееся тем, что насос расположен над нагревательным элементом.

5. Переносное устройство по п.1, отличающееся тем, что нагревательный элемент имеет керамическую герметичную оболочку.

Изобретение относится к стиральным машинам, которые осуществляют нагрев воды. Заявленное изобретение направлено на решение задачи снижения энергопотребления во время стирки, повышения безопасности окружающих людей и продления срока службы канализации. Поставленная задача возникает при разработке и создании экономичных и безопасных стиральных машин. Стиральная машина состоит из баков 1 i , i=1,3, электромагнитных клапанов 2 i , i=1,6, насосов 3 i , i=1,2. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2544141

Изобретение относится к стиральным машинам, которые осуществляют нагрев воды.

Известны различные стиральные машины, осуществляющие стирку за счет вращения барабана и взаимодействия белья с моющим средством [С.Л. Корякин-Черняк. «Стиральные машины от А до Я» - М.: «Солон-Пресс»,. 2005 г. - 296 с.], [А.И. Лебедев. Анатомия стиральных машин. - М.: «Солон-Пресс»,. 2008 г. - 120 с.], состоящие из бака, электромагнитных клапанов, насоса, устройства управления и нагревателя. Стирка состоит из первой стирки (предварительной) и второй (основной).

Недостатком таких устройств являются:

Спуск использованной в процессе стирки нагретой воды в канализацию с высокой температурой, что приводит к преждевременному выходу из строя труб канализации и особенно уплотнителей;

Возможность возникновения ожогов людей, находящихся в ванной в момент стока нагретой воды, если сливной шланг закреплен на ванной.

Известно также устройство для предварительного подогрева воды, подогреваемой для душа с использованием свежей и хозяйственной воды, имеющее теплообменник, который соединен с опорной поверхностью душевого поддона. Теплообменник содержит замкнутый канал для прохождения жидкости, сообщенной с водой для душа. Через теплообменник проходит сток для хозяйственной воды. Для размещения теплообменника над основанием душевого поддона канал теплообменника приспособлен для размещения на верхней стороне основания душевого поддона. Сток, проходящий через теплообменник, также выполнен в виде канала, расположенного над основанием душевого поддона (DE, патент 3319638, кл. E03C 1/044, 1983).

Кроме этого, известно также душевое устройство с теплообменником и прямоточным подогревателем, которое содержит теплообменник между водой, вытекающей из душевого поддона, и свежей водой, поступающей в электрический прямоточный подогреватель и дополнительно подогреваемой в нем. Устройство имеет температурный датчик, который устанавливает фактическую температуру свежей воды, предварительно подогретой в теплообменнике. Необходимая электрическая мощность прямоточного подогревателя устанавливается в соответствии с разностью температур между фактической температурой и заданной температурой душевой воды, определяемой задатчиком, а также в соответствии с расходом свежей воды (DE, патент 3919543, E03C 1/044, 1990).

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является устройство, использующее теплообменник, который обменивается теплом с двигателем и обеспечивает необходимую воду для любого из циклов программы стирки. Вода должна быть взята на более раннем цикле и нагрета с помощью тепла, сгенерированного двигателем. Теплообменник соединен с баком одним концом для передачи нагретой воды в бак в соответствующем цикле. Тепло, сгенерированное двигателем, который приводит в движение барабан, используется для того, чтобы нагреть воду внутри теплообменника [Патент № 2401346, Россия, 2007. Стиральная машина /ОЗЮРТ Бекир (TR), КАНДЕМИР Нихат (TR), ДОРА Мурат (TR)] Недостатком данного устройства является небольшое количество тепловой энергии, выделяемой на современном электродвигателе, и соответственно невозможность нагрева необходимого количества воды (имеющей достаточно большую теплоемкость) до нужной температуры.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи снижения энергопотребления во время стирки, повышения безопасности окружающих людей и продления срока службы канализации.

Поставленная задача возникает при разработке и создании экономичных и безопасных стиральных машин.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее первый бак, первый насос, введены второй и третий бак, шесть электромагнитных клапанов, второй насос, второй и третий баки расположены ниже первого бака, между вторым и третьим баком имеется теплопроводящая среда, труба водоснабжения через первый электромагнитный клапан соединена с первым баком, а через четвертый электромагнитный клапан соединена со вторым баком, первый бак через второй электромагнитный клапан соединен с первым насосом, а через третий электромагнитный клапан соединен с третьим баком, второй бак через пятый электромагнитный клапан соединен со вторым насосом, а второй насос соединен с первым баком, третий бак через шестой электромагнитный клапан соединен с первым насосом.

Функциональная схема устройства представлена на чертеже. Стиральная машина состоит из баков 1 i , i=1,3, электромагнитных клапанов 2 i , i=1,6, насосов 3 i , i=1,2.

Второй и третий баки 1 2 и 1 3 расположены ниже первого бака 1 1 для осуществления возможности спуска воды из первого бака 1 i в третий бак 1 3 . В первом баке 1 1 имеется нагревательный элемент для нагрева воды. Между вторым баком 1 2 и третьим баком 1 3 имеется теплопроводящая среда.

Труба водоснабжения через первый электромагнитный клапан 2 1 соединена с первым баком 1 1 , а через четвертый электромагнитный клапан 2 4 соединена со вторым баком 1 2 .

Первый бак 1 1 через второй электромагнитный клапан 2 2 соединен с первым насосом 3 1 , а через третий электромагнитный клапан 2 3 соединен с третьим баком 1 3 .

Второй бак 1 2 через пятый электромагнитный клапан 2 5 соединен со вторым насосом 3 2 , а второй насос 3 2 соединен с первым баком 1 1 .

Третий бак 1 3 через шестой электромагнитный клапан 2 6 соединен с первым насосом 3 1 .

Устройство работает следующим образом в соответствии с этапами стирки белья.

1. Водопроводная вода через первый электромагнитный клапан 2 1 поступает в первый бак 1 1 для первой стирки.

2. Водопроводная вода через четвертый электромагнитный клапан 2 4 поступает во второй бак 1 2 для предварительного нагрева.

3. В процессе стирки вода в первом баке 1 1 подогревается до необходимой температуры, осуществляется стирка и по ее окончании спуск воды из первого бака 1 1 через третий электромагнитный клапан 2 3 в третий бак 1 3 . Между вторым баком 1 2 и третьим баком 1 3 осуществляется тепловой обмен, приводящий к увеличению температуры во втором баке 1 2 и к уменьшению температуры в третьем баке 1 3 .

4. Водопроводная вода через первый электромагнитный клапан 2 1 поступает в первый бак 1 1 для полоскания.

5. По окончании цикла полоскания осуществляется спуск воды из первого бака 1 1 в канализацию через второй электромагнитный клапан 2 2 и первый насос 3 1 .

6. За время полоскания и отжима вода во втором баке 1 2 нагрелась (предварительный нагрев), а в третьем баке 1 3 остыла. Нагретая во втором баке 1 2 вода через пятый электромагнитный клапан 2 5 закачивается вторым насосом 3 2 в первый бак 1 1 и, если необходимо, дополнительно подогревается. Затем осуществляется вторая стирка.

7. Сливается вода из третьего бака 1 3 через шестой электромагнитный клапан 2 6 и первый насос 3 1 в канализацию. Температура сливаемой воды из третьего бака 1 3 уже меньше, чем была при поступлении из первого бака 1 1 сразу после окончания первой стирки.

8. По окончании стирки осуществляется слив воды из первого бака 1 1 , полоскание и отжим.

Таким образом, во втором баке 1 2 осуществляется предварительный подогрев воды для второй стирки и одновременное охлаждение воды в третьем баке 1 3 , использованной в первой стирке, что приводит к уменьшению энергопотребления в процессе стирки, продлению срока эксплуатации канализации и повышению безопасности при использовании стиральной машиной.

Простота предварительно подогрева воды на основе теплообмена двух баков делает предварительный подогрев воды перспективным при использовании в стиральных машинах.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Стиральная машина с предварительным нагревом, содержащая первый бак, первый насос, отличающаяся тем, что в него введены второй и третий бак, шесть электромагнитных клапанов, второй насос, второй и третий баки расположены ниже первого бака, между вторым и третьим баком имеется теплопроводящая среда, труба водоснабжения через первый электромагнитный клапан соединена с первым баком, а через четвертый электромагнитный клапан соединена со вторым баком, первый бак через второй электромагнитный клапан соединен с первым насосом, а через третий электромагнитный клапан соединен с третьим баком, второй бак через пятый электромагнитный клапан соединен со вторым насосом, а второй насос соединен с первым баком, третий бак через шестой электромагнитный клапан соединен с первым насосом.

В конце 20-го века, в эпоху глобального централизованного отопления и подачи горячей воды, газовые колонки в домах считались пережитком и вызывали немалое опасение из-за небезопасной конструкции. В настоящее время, устройства для предварительного нагрева бытовой воды - бойлеры, находятся на новом пике популярности.

Автономные индивидуальные бойлеры позволяют не только иметь горячую воду бесперебойно почти при любых обстоятельствах, но и существенно рационализируют расход бюджетных средств. Детские сады, школы, поликлиники и больницы, небольшие частные предприятия успешно обеспечивают себя жизненно необходимой горячей водой, устанавливая мощные бойлеры. Их менее мощных собратьев всё чаще можно увидеть в квартирах многоэтажек и в дачных домиках. А частные коттеджи и таунхаусы поражают разнообразием этих водонагревательных агрегатов.

Виды бойлеров

Все многообразие современных нагревательных водных приборов - бойлеров, можно сгруппировать следующим образом:

1. По используемому источнику энергии - электрические, газовые, косвенного нагрева, комбинированные.
2. По материалу внутреннего покрытия камеры нагрева - стеклофарфор, нержавеющая сталь, титановое напыление.
3. По способу установки - напольные, навесные на кран или стену, врезные.
4. По принципу работы - проточные и накопительные.

Проточные бойлеры

неограничен временем нагрева и выдаваемыми объёмами горячей воды. Как правило, горячая вода из такого бойлера, не смешивается с холодной из соседнего крана и подаётся напрямую. Температура на выходе зависит от её входного показателя, мощности нагревательного элемента и напора воды. Это может приносить дополнительные неудобства поскольку, чем выше напор в централизованной системе, тем ниже температура.

Бывают однофазными или трёхфазными . Требуют большого количества электроэнергии и качественной проводки. Отличаются водонагревательными элементами: спирали - предпочтительнее для жёсткой воды; ТЭНы - более капризны к качеству воды, но на 15% энергоэкономичнее. Устанавливается на один (максимум два) разбора, собственно на носик у крана, врезается в стояк или навешивается на стену, в непосредственной близости от точки водораздачи.

Идеально подходят для обеспечения бесперебойной мойки посуды в быту и на профильных точках.

Газовые проточные бойлеры или колонки намного экономичнее чем электрические и намного комфортнее в эксплуатации. Основное их преимущество перед накопительными системами это мгновенный нагрев неограниченного количества воды и дальнейшая возможность смешения горячей и холодной перед выпуском в насадку. В отличие от электрических, один газовый бойлер осуществляет бесперебойный подогрев воды на все водораздачи. Эти водогреи не зависят от наличия э/э., в случае если они оснащены поджигом от батареек. Современные модели для небольших домовладений не нуждаются в дополнительном дымоходе.

Накопительные бойлеры

Отсутствие специфических требований к электропроводке и дипломатичные цены обеспечили накопительным бойлерам самую высокую популярность. При многочисленных вариантах названия таких агрегатов и в независимости от используемого источника энергии: накопительный, буферный, косвенного нагрева, газовый, электрический, комбинированный; их суть остаётся неизменной - вода вначале подогревается до выставленной температуры в резервуаре, а потом используется по мере необходимости.

Поэтому прежде чем отправится за покупкой такого бойлера, необходимо определиться с его кубатурой, которая зависит от количества членов семьи и точек водоразбора. Необходимый объём бойлера , из предложенных, в ассортименте от 15 до 1500 литров, можно рассчитать несколькими способами:

По формуле N х (Т - Т1) : (Т2 - Т1)

• N = приблизительно от 4 до 10. Эта цифра характеризует ожидаемый расход горячей воды в литрах за одну минуту и зависит от силы её постоянного напора в центральной системе, разновидностей кранов, насадок и одновременного их использования.
• Т = желаемая температура горячей воды на выходе.
• Т1 = температура в кранах с холодной водой.
• Т2 = заявленная температура горячей воды в техническом паспорте бойлере.

По уже готовым (приблизительным) расчётам:

• 20−50 л - для одного человека или небольшого дачного домика;
• 50−100 л - для семьи из 3 человек;
• 100−150 л - для семьи от 4 человек;
• от 200 л и более - для частных домов (требует установки в отдельном помещении).

При выборе накопительного бойлера надо обращать внимание:

Электрические накопительные бойлеры дешевле чем газовые, но более дорогие в эксплуатации. Современные электрические бойлеры снабжают магниевым анодом, что дополнительно гарантирует защиту внутреннего слоя бака от коррозии, зато газовые будут снабжать горячей водой даже при отсутствии электричества. При выборе электрической модификации выбирайте мощный нагревательный элемент (оптимально 2 к. Вт) с оптимальной длиной и большой площадью охлаждения «сухого» ТЭНа, ведь от этого напрямую зависит время нагрева всего объёма воды, иначе существует возможность перерасхода э/э до восьми лишних часов работы в сутки.

В многоквартирных домах предпочтение отдаётся электрическим моделям, поэтому необходима консультация специалиста из Управляющей компании, по соответствию допустимой мощности уже существующих сетей. В случае перепланировки и капитального ремонта может потребоваться утверждение в энергонадзоре и энергосбыте, а в некоторых случаях необходимо согласование с компанией-застройщиком.

Комбинированные бойлеры и устройства косвенного нагрева

Среди владельцев больших частных домовладений, всё большей популярностью стали пользоваться бойлеры нового поколения . При всевозрастающей цене на энергоносители отапливать помещения больших площадей газом становится всё более нецелесообразным и владельцы такого жилья переходят на более современные способы обогрева при помощи многоконтурных котлов нового поколения работающих на деревянных, торфяных паллетах, бытовом мусоре, растительном сырье.

Именно такое выработанное тепло, используется в бойлерах косвенного подогрева санитарной воды. Они не имеют в своей конструкции собственного нагревательного элемента или источника. В змеевик установленный в резервуаре подаётся теплоноситель из основного контура (иногда из нескольких) и вследствие теплообмена вода становится горячей.

Для того чтобы работа косвенных водогреев стала возможной и в неотопительный сезон, в них встраивают электрические ТЭН ы или газовые горелки. Таким образом, комбинированный бойлер обеспечивает бесперебойную выработку горячей воды используя как твёрдые виды топлива, так и газ и электроэнергию.

Всегда горячей воды и мира вашему дому!