рециркуляционная душевая установка

Формула изобретения

Рециркуляционная душевая установка, содержащая изливной патрубок с душевой насадкой, расположенные над душевым поддоном, смеситель, подключенный к трубопроводам холодной и горячей воды, отличающаяся тем, что душевой поддон выполнен в виде неглубокой ванны со слоем теплоизоляции и установлен с небольшим уклоном к сливному отверстию, снабженному съемной пробкой, нижняя боковая часть душевого поддона, противоположная месту расположения сливного отверстия, снабжена рециркуляционным патрубком, который через разборный фильтр подсоединен ко входу рециркуляционного водяного насоса, выход которого через запорный вентиль подсоединен к выходу смесителя, при этом дополнительно ко входу рециркуляционного водяного насоса после разборного фильтра подсоединен трубопровод, который через запорный вентиль подсоединен к баку с дезинфицирующим раствором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию и может быть использовано в индивидуальных и групповых (коллективных) душевых установках. Так, рециркуляционную душевую установку (РДУ) можно использовать при наличии систем холодного и горячего водоснабжения (ХВС и ГВС) в индивидуальных квартирах, коттеджах, строениях приусадебных участков, в производственных зданиях, гостиницах, здравницах, банях, летних лагерях, для оборудования пляжей и во временных палаточных лагерях и т.д.

Изобретение решает задачу экономии свежей воды (холодной и горячей) и тепла при местном нагреве горячей воды.

Известно рециркуляционное устройство [1], содержащее источник лекарственного препарата и воздушную ванну, объединенные в одну рециркуляционную систему трубопроводами и рециркуляционными насосами (воздуходувками).

Однако известное техническое рециркуляционное устройство [1] применяется только для медицинских целей и не приспособлено для экономии ресурсов свежей воды и энергоресурсов в виде тепла (горячей воды).

Известно выполнение рециркуляционной системы воды в ванной при помощи водоструйных аппаратов (насосов), например: [2], [3], [4] и [5].

В этих устройствах [2], [3], [4] и [5] рециркуляция воды в ванной происходит с целью гидромассажа, и при этом должна постоянно вестись подпитка (для обеспечения работы водоструйного аппарата) свежей теплой водой из смесителя ванны. Задачу, поставленную предлагаемым изобретением, данные аналоги не решают.

Известно повышение экономической эффективности принятия (проведения) ванн за счет обеспечения многократного использования целебного раствора, например [6]. Устройство содержит термостатируемый резервуар с жидкостью, соединенный посредством трубопровода с ванной и рециркуляционный насос трубопроводами.

Известное устройство [6] является специфическим, решает узкие целебные (медицинские) задачи и не может быть применено для сокращения потребление свежей воды и энергоресурсов в условиях, где может быть применено предложенное изобретение.

Известное также рециркуляционное устройство в виде фильтрующей лестницы ванны бассейна, включающее корпус-муляж с установленными в нем фильтрующими элементами и рециркуляционный водяной насос [7]. Данное устройство [7] решает задачу фильтрации воды в бассейне и не может быть применено для экономии чистой воды и энергоресурсов в душевой установке.

Прототипом предложенного изобретения является душевая установка [8], содержащая изливной патрубок с душевой насадкой, смеситель и средство для периодической подачи воды в смеситель, связанное посредством рычажной системы с напольной площадкой.

Прототип решает задачу экономии чистой воды и энергоресурсов (тепла и потребного на нагрев горячей воды) только кратковременной подачей теплой воды душа, что естественно вызывает определенные неудобства, а именно:

- остывание тела человека при отключенном душе;

- при неподаче теплой воды невозможна качественная помывка (так например, при использовании ванны человеком от постоянного контакта с теплой водой происходит «отмокание» грязи, которая потом легко смывается);

- постоянное включение (воздействием на напольную площадку) приведет при длительной помывке к перерасходу чистой холодной и горячей воды (значительно больше, чем при принятии ванны).

Указанные недостатки ставят задачу обеспечения качественной длительной помывки в душевой установке (ДУ) при минимальном расходовании чистой холодной и горячей воды. Эту задачу можно выполнить при добавлении в душевую установку с душевым поддоном рециркуляционного контура с разборным фильтром (для его быстрой промывки) и водяным рециркуляционным насосом и запорным вентилем, выход которого подсоединен к выходу смесителя. При этом возникает возможность теплую воду из душевого поддона через разборный фильтр водяным рециркуляционным насосом (можно с небольшой подпиткой свежей горячей воды) направлять обратно в душевую насадку. Этим (как в ванной) достигается режим «отмокания», после которого происходит качественная помывка.

Таким образом, сущность предложенного изобретения состоит в том, что рециркуляционная душевая установка (РДУ), содержащая изливной патрубок с душевой насадкой, расположенные над душевым поддоном, смеситель, подключенный к трубопроводам холодной и горячей воды, выполнена так, что душевой поддон выполнен в виде неглубокой ванны со слоем теплоизоляции и установлен с небольшим уклоном к сливному отверстию, снабженному съемной пробкой, нижняя боковая часть душевого поддона, противоположная месту расположения сливного отверстия, снабжена рециркуляционным патрубком, который через разборный фильтр подсоединен ко входу рециркуляционного водяного насоса, выход которого через запорный вентиль подсоединен к выходу смесителя, при этом дополнительно ко входу рециркуляционного насоса после разборного фильтра подсоединен трубопровод, который через запорный вентиль подсоединен к баку с дезинфицирующим раствором.

Выполнение душевого поддона в виде неглубокой ванны необходимо для сбора теплой воды, которая впоследствии будет направлена в рециркуляционный контур.

Выполнение душевого поддона со слоем теплоизоляции (или, другими словами, выполнение душевого поддона теплоизолированным) необходимо, для того чтобы собираемая вода в душевом поддоне меньше остывала (охлаждалась), то есть для экономии энергоресурсов.

Установка душевого поддона (или выполнение слоя теплоизоляции душевого поддона) с небольшим уклоном к сливному отверстию необходимо для того, чтобы обеспечить максимальный слив жидкости из душевого поддона (по окончании помывки) в систему канализации, так же как и в ванной. Выполнение уклона «небольшим» необходимо для экономии воды для режимов промывки и дезинфекции рециркуляционной душевой установки (для минимального уровня воды).

Оборудование душевого поддона съемной пробкой необходимо для набора теплой воды в душевой поддон, которую впоследствии направляют в рециркуляционный контур, а также для набора раствора для дезинфекции и его прокачки рециркуляционным водяным насосом по рециркуляционному контуру.

Снабжение нижней боковой части душевого поддона, противоположной месту расположения сливного отверстия, рециркуляционным патрубком необходимо для отбора в рециркуляционный контур теплой воды без примесей, которые тяжелее воды (эти примеси будут по наклонной (внутренней) поверхности душевого поддона смываться к его сливному отверстию).

Снабжение рециркуляционной душевой установки разборным фильтром необходимо для того, чтобы не допустить засорения рециркуляционного водяного насоса, рециркуляционного вентиля, изливного патрубка с душевой насадкой от грязи (мелких взвешенных частиц, волос и т.д.).

Выполнение фильтра разборным необходимо для его быстрой очистки и промывки после каждой помывки (в режиме ополаскивания человека и РДУ).

Введение в душевую установку рециркуляционного водяного насоса необходимо для обеспечения рециркуляции теплой воды из душевого поддона в изливной патрубок и душевую насадку для экономии чистой холодной и горячей воды.

Введение рециркуляционного запорного вентиля (установленного после рециркуляционного водяного насоса) необходимо для запуска рециркуляционного водяного насоса, включения и регулирования режима рециркуляции и выключения его.

Введение в рециркуляционную установку бака с дезинфицирующим раствором и со своим запорным вентилем необходимо для дезинфекции рециркуляционного контура душевой установки после помывки.

На чертеже представлена рециркуляционная душевая установка (РДУ).

Рециркуляционная душевая установка содержит установленный на полу 1 душевой поддон 2 с теплоизоляционным покрытием 3. Дно теплоизоляционного покрытия душевого поддона 3 выполнено с уклоном 4 к сливному отверстию душевого поддона 2, подсоединенному к канализационному трубопроводу 5. Сливное отверстие душевого поддона 2 оборудовано съемной пробкой 6. Душевой поддон 2 в нижней боковой части со стороны, противоположной месту расположения сливного отверстия, снабжен рециркуляционным патрубком 7. Рециркуляционная душевая установка содержит душевую насадку 8, установленную на изливном трубопроводе 9, который подсоединен к выходу смесителя с вентилями холодной 10 и горячей воды 11. К смесителю подсоединены подводящие трубопроводы холодной 12 и горячей 13 воды системы водоснабжения. Рециркуляционный патрубок 7 через разборный фильтр 14 подсоединен ко входу рециркуляционного водяного насоса 15, выход которого через запорный (рециркуляционный) вентиль 16 подсоединен к выходу смесителя. Рециркуляционная душевая установка снабжена баком 17 с дезинфицирующим раствором, который трубопроводом 9 через запорный вентиль 18 подсоединен ко входу рециркуляционного водяного насоса 15. Чистая вода так же, как и вода рециркуляции, изливается из душевой насадки потоком 19 в душевой поддон 2.

Режимы работы РДУ, их продолжительность и состояние оборудования (элементов) сведены в таблицу 1.

Режим предварительного ополаскивания {1}: Приоткрывают краны смесителя 10 и 11, и под душевой насадкой 8 производят предварительное ополаскивание. Вода из душевого поддона 2 через сливное отверстие сливается в канализационный трубопровод. Вентили 16 и 18 закрыты. Рециркуляционный водяной насос 15 выключен.

Режим набора воды для рециркуляции {2}: Переходят из режима {1}, при этом закрывают съемной пробкой сливное отверстие душевого поддона 2 (человек находится под теплым потоком воды 19) и набирают теплую воду в душевой поддон 2 до уровня, при котором отверстие рециркуляционного патрубка 7 не будет полностью закрыто водой. Вентили 16 и 18 закрыты. Рециркуляционный водяной насос 15 выключен.

Режим «отмакивания» и помывки - рециркуляционный режим {3}: Переходят из режима {2}, при этом закрывают вентили смесителя 10 и 11, включают рециркуляционный водяной насос 15 и открывают (приоткрывают) вентиль 16, которым можно регулировать мощность струи из душевой насадки 8. Вентиль 18 закрыт.

Таблица 1
			Оборудование (элементы) РДУ
			Сливное отверстие РДУ	Вентиль 10	Вентиль 11	Вентиль 16	Вентиль 18	Водяной насос РДУ	Разборный фильтр
№ п/п	Режимы работы РДУ	Время работы, минуты
1.	Режим предварительного ополаскивания	1-3	О	Пр	Пр	З	З	Выкл	З
2.	Режим набора воды для рециркуляции	1-2	З	Пр	Пр	З	З	Выкл	З
3.	Режим «отмакивания» и помывки - рециркуляционный режим	20-60	З-Пр	З	З-Пр	Пр-О	З	Вкл	З
4.	Режим споласкивания	3-5	О	Пр	Пр	Пр	З	Выкл	О- Промывка
5.	Режим набора воды и дезинфицирующего раствора для дезинфекции РДУ	1-2	З	Пр	З- Пр	З	Пр	Выкл	3
6.	Режим дезинфекции РДУ	3-10	З	З	З	Пр-О	З	Вкл	3
7.	Слив дезинфицирующего раствора	2-3	О	З	З	О	З	Выкл	З
8.	Промывка от дезинфицирующего раствора	2-3	О	Пр	Пр	О	З	Выкл	З
Примечание (условные обозначения): 3 - закрыт; О - открыт; Пр - приоткрыт; Вкл - включен; Выкл - выключен.

В режиме {3} возможно приоткрытие вентиля 11 (горячей воды) смесителя для поддержания заданного температурного уровня воды в РДУ, которая без подпитки горячей водой будет постепенно охлаждаться. В любом случае расход горячей воды для подпитки в режиме {3} несравненно меньше, чем при расходе горячей воды в режиме {1}. При этом также нет и расходования свежей холодной воды.

Режим споласкивания {4}: Переходят из режима {3}, при этом открывают сливное отверстие душевого поддона 2 (вынимают съемную пробку 6), выключают рециркуляционный водяной насос 15, прикрывают вентиль 16 (чтобы чистая вода незначительно протекала через рециркуляционный водяной насос 15, вынимают и промывают под струей теплой чистой воды 19 разборный фильтр 14 и собирают его обратно. После чего под струей теплой чистой воды 19 душа производят окончательную помывку и споласкивание (человека). В режиме {4} все элементы РДУ промываются чистой водой, и производится окончательная помывка человека.

Режим набора воды для дезинфекции РДУ {5}: Переходят из режима {4}, при этом человек уже не находится в душевом поддоне. Закрывают сливное отверстие душевого поддона 2 съемной пробкой 6 и набирают открытием вентиля 10 (и 11 - необязательно) в душевой поддон воду (можно холодную) до уровня, при котором будет полностью закрыто отверстие рециркуляционного патрубка. Закрывают вентили 10 и 11, далее приоткрывают (открывают) вентиль 18, и на вход рециркуляционного водяного насоса (и выход разборного фильтра 14) подают дезинфицирующий раствор (определенную меру (порцию), например, по уровню бака 17). После этого вентиль 18 закрывают. Вентиль 16 также закрыт.

Режим дезинфекции РДУ {6}: Переходят из режима {5}, при этом включают рециркуляционный водяной насос 15 и вентилем 16 регулируют расход воды через душевую насадку.

Слив дезинфицирующего раствора {7}: Переходят из режима {6}, при этом выключают рециркуляционный водяной насос 15 и открывают сливное отверстие душевого поддона 2 (вынимают съемную пробку 6) и спускают воду с дезинфицирующим раствором в систему канализации.

Промывка от дезинфицирующего раствора {8}: Переходят из режима {7}, при этом кратковременно открывают вентиль 10 (и 11 - необязательно) смесителя и чистой водой через душевую насадку 8 и приоткрытый вентиль 16 (далее через рециркуляционный водяной насос 15 и разборный фильтр 14 в обратном направлении) промывают РДУ. Вода после промывки сливается в систему канализации.

Добавление в душевую установку рециркуляционного контура позволяет (например, в жилом доме) сократить расход подводимой свежей воды, отводимой воды, тепла, электроэнергии на перекачку воды от источников водо- и теплоснабжения (от городских водозаборных сооружений и ТЭЦ) до канализационных очистных сооружений. Пропорционально сокращению расходов уменьшаются и неизбежные потери воды и тепла в прямых и обратных трубопроводах.

В предложенной РДУ возможно снижение удельного расхода g_св=G_св/G _дн свежей воды G_св в общем расходе воды через душевую насадку G_дн в пределах от 0,01 (близкой к нулю) до 1 (от 1 до 100%).

Отношение p_эмр ^рду=P_эмр ^рду/P_эмр ^ду стоимостей P_эмр энергоматериальных ресурсов, затрачиваемых на единицу объема воды, расходуемой через душевую насадку РДУ и ДУ соответственно, зависит от удельного расхода g_св свежей воды следующим образом:

где c_св, c_во, c_эл - стоимости 1 м³ свежей воды, водоотведения, 1 киловатта электроэнергии соответственно,

где w_рц - удельный расход электроэнергии на единицу объема воды, перекачиваемой по контуру рециркуляции, - удельный вес воды, H_рц - полный напор водяного насоса РДУ, - полный КПД водяного насоса РДУ. Стоимость тепла при работе РДУ в системе ГВС учитывается в стоимости c_св одного кубического метра свежей (смешанной) воды. Соотношение (1) имеет место при материальном балансе: G_св=G _во.

Согласно (1) параметр p_эмр ^рду показывает во сколько раз РДУ экономичнее ДУ и изменяется в зависимости от регулируемого удельного расхода g_св свежей воды в полуоткрытом диапазоне:

P_эмр ^рду (a, 1), а=c_эл·w_рц/(c_св +c_во).

Параметрически определенный нижний предел, а при максимальной эффективности РДУ соответствует когда g _св=0. Такой предельно экономичный режим эксплуатации РДУ реализуется посредством одно- или многократного заполнения контура рециркуляции свежей водой и дальнейшей рециркуляции этой воды без подмеса свежей воды в течение достаточно продолжительного времени Т, такого, при котором отношение расходов g_св =G_св/G_дн за время Т становится близким к нулю с приемлемой точностью. Численное значение этого предела эффективности определяется ценовыми и конструктивными константами, указанными в правых частях соотношений (1), (2). При сокращении расхода в контуре рециркуляции до нуля параметр g_св =1.

При этом РДУ расходует только свежую воду, то есть работает в режиме ДУ.

Величины параметров а и p_эмр ^рду - предельная и фактическая кратность снижения денежных затрат при замене ДУ на РДУ.

Предложенное устройство РДУ может быть выполнено с системой и средствами автоматики. Комплектация РДУ этими устройствами может быть весьма многообразной в зависимости от условий эксплуатации РДУ: как установок индивидуального или коллективного пользования, эксплуатируемых в стационарных или временных помещениях, в зависимости от уровня комфортности зданий и т.п.

Использование предложенного устройства позволит значительно повысить экономичность душевой установки.

Соответствие критерию «Новизна» вытекает из отличительных признаков формулы предложенного изобретения, а именно состоит в том, что:

в существующую душевую установку, содержащую изливной патрубок с душевой насадкой, расположенные над душевым поддоном, смеситель, подключенный к трубопроводам холодной и горячей воды, дополнительно введены душевой поддон, выполненный в виде неглубокой ванны со слоем теплоизоляции и установленный с небольшим уклоном к сливному отверстию, снабженному съемной пробкой, нижняя боковая часть душевого поддона, противоположная месту расположения сливного отверстия, снабжена рециркуляционным патрубком, который через разборный фильтр подсоединен ко входу рециркуляционного водяного насоса, выход которого через запорный вентиль подсоединен к выходу смесителя, при этом дополнительно ко входу рециркуляционного водяного насоса, после разборного фильтра, подсоединен трубопровод, который через запорный вентиль подсоединен к баку с дезинфицирующим раствором.

Совокупность указанных новых признаков не выявлена из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень".

Исполнение (реализация) предложенного способа в соответствии с признаками формулы изобретения не представляет никаких технических и технологических трудностей, так как все элементы устройств, необходимых для реализации предложенного способа, существуют и применяются в сантехнических установках и оборудовании. Это доказывает соответствие критерию «Промышленная применимость».

Список источников:

1. Патент РФ №2071755 от 20.01.1997, кл. А 61 Н 33/06.

2. Патент РФ №2199302 от 27.02.2003, кл. А 61 Н 33/00.

3. Патент РФ №2157439 от 10.10.2000, кл. Е 03 С 1/00, А 61 Н 9/00, 37/00.

4. Патент РФ №2076679 от 10.04.1997, кл. А 61 Н 3/00, 37/00.

5. Авторское свидетельство СССР №1734744, кл. А 61 Н 9/00, 1992 г.

6. Патент РФ №2106850 от 20.03.1998, кл. А 61 Н 33/00.

7. Патент РФ №2172379 от 20.08.1991, кл. Е 04 Н 4/14.

8. Прототип: патент РФ №1600690 от 23.10.1990, кл. А 47 К 3/22, Бюл. 39.