УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДАЧИ НЕКОТОРОГО КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТИ В МЕСТЕ ЗАБОРА

Полезная модель относится к устройству для выдачи предварительно определенного количества нагретой жидкости в пункте забора с запасным баком для жидкости, с подводящим трубопроводом от запасного бака с жидкостью к пункту забора и с исполнительным устройством для срабатывания забора жидкости.
Такие устройства используются, например, в санузле рельсовых транспортных средств, причем в качестве исполнительного устройства часто используется датчик, который в качестве пункта забора регистрирует, например, наличие человека около умывальника. После этого в пункте забора отпускается предварительно определенное количество жидкости. Пункт забора соединяется с дистанцированным запасным баком с жидкостью подводящим трубопроводом.
Устройства вышеуказанного типа имеются, например, во многих различных исполнениях скоростных поездов, как, например, у Velaro RUS.
У рельсовых транспортных средств питьевая и свежая вода для употребления людьми перевозится в запасном баке для жидкости и по мере надобности подводится с соответствующими интервалами, обычно в несколько дней, из стационарной трубопроводной сети. Температура подаваемой свежей воды часто имеет температуру, неприятно холодную для использования воды. При этом в зависимости от источника воды, трубопровода, времени года температура воды может быть даже ниже 10°C. Поэтому для установления комфортной температуры желательно, чтобы вода в пункте забора у рельсового транспортного средства, как, например, в умывальнике, поступала с более высокой температурой.
Для этого известен предварительный комплексный подогрев воды в запасном баке для жидкости до желательной температуры. Однако это имеет тот недостаток, что должен подогреваться весь запас воды, причем потребность в мощности, идущей на нагрев, определяется запасенным количеством. Фактически потребляемое количество воды, интервалы потребления и действительно необходимая мощность, идущая на нагрев, не учитываются при расчете. Кроме того, хранение питьевой и свежей воды при повышенных температурах проблематично с точки зрения гигиены. Желательные комфортные условия достигаются в зависимости от запасенных объемов жидкости лишь по истечении значительного предварительного времени или с помощью расчета нагревательного устройства с запасом.
Альтернативно нагреву всего запаса воды в других вариантах осуществления предусматривается дополнительный промежуточный бак, устанавливаемый на пути между запасным баком для воды и пунктом забора. При таком промежуточном баке отношение объема к нагреваемой поверхности является неблагоприятным, так что для нагрева приходится работать при больших разностях температур. Отсюда вытекают высокие требования к материалу для промежуточного бака и нагревательного устройства, а также к поведению в случае дефекта. Кроме того, в таком промежуточном баке создаются области с незначительными, частично неравномерными скоростями истечения, что вызывает опасения с точки зрения гигиены. В подводящем трубопроводе/системе трубопроводов необходимы места разъединения, представляющие собой дополнительный риск протечки. Область запаса с интервалами часто сильно разогревается для дезинфекции. В этот момент времени либо вода находится при гораздо более высокой температуре, либо должна подмешиваться холодная вода. Отсюда наряду с повышенными инсталляционными расходами в случае сбоев исходят также опасности для пользователя.
Исходя из этого, в основу полезной модели положена задача такого усовершенствования вышеописанного устройства, чтобы нагрев жидкости мог осуществляться при большем энергосбережении, а также с учетом гигиенических краевых условий при расчете устройства.
Эта задача решается за счет того, что подводящий трубопровод в отношении своего внутреннего объема подогнан под определенное количество жидкости и что подводящий трубопровод оборудован нагревательным устройством по своей длине.
В качестве нагреваемой жидкости в первую очередь используется питьевая, свежая и техническая вода для использования в санузле рельсовых транспортных средств. Однако устройство в принципе может применяться также в мобильных и стационарных установках, в которых жидкости должны нагреваться по пути из области создания запаса в область использования или потребления, включая рабочие и технические жидкости.
В случае устройства, исходят из того, что забор, например, питьевой и свежей воды в пункте забора не происходит непрерывно и на протяжении длительного промежутка времени. Более того, каждый раз пользователем отбирается предварительно определенное требуемое количество воды. При этом требование может также многократно последовательно повторяться. Циклы активации для устройства при заборе, например, свежей воды постоянно прерываются на время, в течение которого пользователь заходит в помещение или покидает его, использует санузел или вообще не использует устройства. В эти интервалы отсутствия использования нагрева жидкости, находящейся в подводящем трубопроводе, не происходит.
Устройство отличается в отношении своей эксплуатации тем, что требования гигиены устанавливают управляемые краевые условия, дополнительные запасные емкости для нагрева жидкости исключаются, температурные пики с негативными последствиями для гигиены и материалов предотвращаются.
Особое значение имеет определение предварительно нагретого объема до средней потребности, имеющей место в пункте забора. Это определение осуществляется за счет того, что подводящийся объем рассчитан по потребности.
Установленная мощность, идущая на нагрев, согласована с необходимой потребностью в нагревании с учетом объема и наличия времени для предварительного нагрева.
Кроме того, уровень температуры минимизирован до фактически требуемой комфортной температуры, в то время как присоединяемая электрическая мощность может быть ограничена до минимума, необходимого для выполнения требований.
Предпочтительно предусмотреть, чтобы устройство управления нагревательным устройством было выполнено таким образом, чтобы мощность, идущая на нагрев жидкости, была доведена от температуры хранения до комфортной температуры в рамках интервала нагрева на основе краевых условий, выбранных из группы, включающей интервал использования пункта забора, количество повторов активации пункта забора за интервал использования, объем жидкости, отобранный за одну активацию пункта забора, объем запасного бака с жидкостью и время ежедневного использования. Тем самым мощность, идущая на нагрев, ограничивается до необходимого минимума.
Из соображений энергосбережения подводящий трубопровод может быть теплоизолирован снаружи.
Нагревательное устройство для подводящего трубопровода может управляться таким образом, чтобы жидкость в подводящем трубопроводе нагревалась тогда, когда никакого забора жидкости не происходит. Следствием этого является, при известных условиях, нерегулярный нагрев жидкости в подводящем трубопроводе на протяжении интервала.
Характеристика подводящего трубопровода от запасного бака с жидкостью до пункта забора может быть задана, причем величина внутреннего объема в этом случае определена свободным внутренним поперечным сечением подводящего трубопровода. Подводящий трубопровод для санузла рельсового транспортного средства имеет предварительно определенное направление от запасного бака с жидкостью до пункта забора в санузле. Вытекающая из этого протяженность подводящего трубопровода фиксируется как заданная. В этом случае свободное внутреннее поперечное сечение подводящего трубопровода определяется по типичному потреблению в пункте забора. Таким типичным потреблением может быть, например, в среднем двукратное включение устройства для выдачи предварительно определенного количества жидкости.
Предпочтительно, чтобы свободное поперечное сечение подводящего трубопровода по всей длине подводящего трубопровода оставалось одинаковым, однако оно может быть также непостоянным.
Ниже пример выполнения полезной модели еще более подробно поясняется со ссылкой на чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает блок-диаграмму устройства для выдачи некоторого количества нагретой жидкости в пункте забора, а
фиг. 2 - комбинированный график соответствующей временной характеристики температуры подводящего трубопровода, температуры воды и мощности, идущей на нагрев, на протяжении нескольких интервалов нагрева.
Из фиг. 1 явствует общая структура устройства для выдачи предварительно определенного количества нагретой жидкости. В запасном баке V с жидкостью в данном примере выполнения находится свежая вода, которая по трубчатому подводящему трубопроводу Z и через исполнительное устройство B подается в пункт E забора, здесь - к водопроводному крану.
Исполнительное устройство В приводится в действие либо непосредственно, либо бесконтактным образом, например, с помощью инфракрасного или радарного датчика S1. При этом регистрируется момент, когда человек находится в пространственной области пункта E забора. В этом случае исполнительное устройство B инициирует в пункте E забора отпуск свежей воды.
Подводящий трубопровод Z по всей своей длине оборудован нагревательным устройством H, так что для нагрева свежей воды используется весь внутренний объем подводящего трубопровода Z. В порядке замены, подводящий трубопровод Z может обогреваться локально. Подводящий трубопровод Z управляется устройством S2 управления, которое по соответствующей электропроводке снабжает нагревательное устройство H электрическим током и, кроме того, в зависимости от измеренной температуры подключает и регулирует подводимую электрическую мощность.
Внутреннее поперечное сечение подводящего трубопровода Z выполнено цилиндрическим и по всей длине подводящего трубопровода Z остается одинаковым. Когда трасса подводящего трубопровода Z от запасного бака V до пункта E забора определена, при расчете устройства внутренний диаметр подводящего трубопровода Z измеряется таким образом, чтобы в подводящем трубопроводе Z нагревался соответствующий объем жидкости, здесь - объем свежей воды. В зависимости от преодолеваемого расстояния, имеющегося монтажного пространства и необходимого объема могут предусматриваться также изменения поперечного сечения.
Если ранее эмпирически было установлено, что при мытье рук в пункте E забора исполнительное устройство В срабатывает дважды, то внутренний объем подводящего трубопровода Z рассчитывается таким образом, чтобы предварительно определенное количество жидкости было вдвое больше того, что в пункте E забора отпускается при единичном срабатывании исполнительного устройства В. Таким образом, в подводящем трубопроводе 2 в случае потребления по этому правилу в распоряжении имеется достаточно нагретой свежей воды.
На фиг. 2 изображена характеристика мощности, идущей на нагрев, и температуры в нескольких интервалах нагрева. Нагревательное устройство H срабатывает тогда, когда уровень температуры подводящего трубопровода Z или в нем опускается ниже заданной величины. На фиг. 2 пунктирной линией показана характеристика электрической мощности, идущей на нагрев, которая в общем плане в трех изображенных интервалах нагревания каждый раз круто возрастает, затем примерно экспоненциально падает, а затем принимает значение, близкое к нулю. Верхняя из обеих сплошных температурных кривых относится к температуре трубы, в то время как нижняя кривая отображает температуру воды внутри подводящего трубопровода 2. Очевидно, что температура трубы под воздействием нагревательного устройства Н сначала возрастает до максимума, после чего температуры трубы и свежей воды в этом случае сближаются друг с другом.
Настоящая полезная модель показана на примере, относящемся к забору заданных количеств свежей воды в санузле рельсового транспортного средства. Однако соответствующее использование полезной модели может быть осуществлено также с другими жидкостями, как то: техническая вода, питьевая вода, производственные жидкости.
Следует подчеркнуть, что представленное устройство по своему режиму эксплуатации включает также антизамерзающее действие на подводящий трубопровод Z, а также на исполнительное устройство B.