ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ ДУША ИЛИ ВАННЫ
HEAT EXCHANGER FOR SHOWER OR BATHTUB

Данное изобретение относится к области теплообменников, в частности к теплообменнику для душа или ванны в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
В ЕР 2273223 А1 описывается теплообменник, который монтируют как сток душевого поддона, и который расположен в длину вдоль одной стороны душевого поддона. Вытекающая вода течет через сифон, а затем - по существу вертикально вниз, вдоль плоской плиты теплообменника. К этой плите подсоединены каналы свежей воды, например, ребрами (выступами), чтобы создать промежуточное пространство, в которое в случае протечки текут сточная вода или свежая вода, и это позволяет обнаружить протечку. Ребра (выступы) имеют ширину не более 2 мм. Вытекающая вода сначала проходит через удлиненный сифон, затем - по распределительной плите, распределяющей воду вдоль теплообменника. Сифон расположен в промежуточном пространстве между двумя теплообменниками. Распределительная плита может быть выполнена как одно целое со стенкой сифона.
В ЕР 2453194 А1 раскрывается теплообменник для стока душевого поддона, в котором вытекающая вода направляется через длинные витки трубы со свежей водой. Если смотреть сверху, эти витки расположены в виде петель с прямыми участками, соединенными с полукруглыми участками. Вытекающая вода сначала проходит через удлиненный сифон, затем - через перфорированный лист, распределяющий воду по виткам над этими витками. Сифон расположен в промежуточном пространстве между витками. Распределительный лист выполнен заодно целое со стенкой сифона.
В FR 2868796 А1 описывается теплообменник с сифоном, расположенным по центру проходящей по спирали трубы теплообменника. В другом варианте осуществления в резервуаре, выполняющем функции сифона, расположен сам теплообменник. В обоих вариантах труба теплообменника находится в вытекающей воде.
Существующие теплообменники трудно чистить и удалять из них известь и/или их трудно контролировать и обслуживать и/или их можно усовершенствовать в отношении КПД.
Поэтому одной из задач, которые может решать изобретение, является создание теплообменника, имеющего увеличенный КПД.
Другая задача, которую может решать изобретение, состоит в том, чтобы создать теплообменник, который легко контролировать, обслуживать и/или чистить, или очищать от извести.
Еще одна задача, которую может решать изобретение, состоит в том, чтобы создать теплообменник, который легко монтировать и/или устанавливать разными способами.
Еще одна задача, которую может решать изобретение, состоит в том, чтобы создать теплообменник, обладающий высокой надежностью в отношении протечек и повреждения здания из-за этих протечек.
Еще одна задача, которую может решать изобретение, состоит в том, чтобы создать теплообменник, имеющий малую высоту конструкции.
Еще одна задача, которую может решать изобретение, состоит в том, чтобы создать теплообменник, способствующий гигиеничной эксплуатации душа.
По меньше мере одна из этих задач, по меньшей мере частично, решается при осуществлении одного из описанных ниже аспектов изобретения, то есть, теплообменника, охарактеризованного в формуле изобретения.
В соответствии с первым аспектом изобретения, который осуществим независимо от других аспектов, представляется теплообменник, имеющий малую высоту конструкции, но высокий КПД, и охарактеризованный следующим образом.
Теплообменник для нагревания свежей воды посредством тепла от сточной воды в душе или ванне, содержащий сливной желоб, по меньшей один расположенный в сливном желобе узел теплообменника, предназначенный для подсоединения в подвод свежей воды, и распределительный элемент, установленный для распределения вытекающей воды по указанному по меньшей мере одному узлу теплообменника. При этом указанный по меньшей мере один узел теплообменника имеет несколько последовательно следующих трубных секций, (то есть, поток проходит по ним последовательно, соединенных друг с другом отклоняющими секциями, через которые идет поток, и, при ориентации теплообменника как при эксплуатации теплообменника, идущих по существу горизонтально. При этом каждые два горизонтально расположенных, следующих друг за другом участка трубы, то есть трубные секции, соединенные только посредством одного отклоняющей секции, расположены друг над другом, и капающие вниз или стекающие сточную воду капают на них или перетекают через них один участок за другим.
Другими словами: первая трубная секция проходит в первом направлении, а после отклоняющей секции вторая трубная секция, расположенная под первой трубной секцией, проходит в противоположном направлении. Таким образом, если смотреть вдоль труб теплообменника (то есть вдоль потока через трубы), отсутствует дополнительная горизонтальная трубная секция между первым и вторым трубной секцией. В отношении вертикали (вдоль потока по трубам), два вышеописанных участка трубы, как правило, также последовательны, т.е. идут друг за другом. Тем не менее, альтернативно по вертикали можно осуществить другой порядок следования, например, расположив в вертикальном направлении между первой и второй трубной секцией третью трубную секцию, которая, если смотреть вдоль труб, следует за второй трубной секцией.
Поскольку трубы узла теплообменника расположены друг над другом, капающая или стекающая вниз сточная вода опрыскивает или обмывает (в зависимости от объемного расхода сточной воды) трубы поочередно. Это также можно обозначить термином "ниспадающая пленка" (англ. "falling film"). В каждом случае в сточной воде между расположенными друг над другом трубными секциями происходит новое перемешивание, посредство которого улучшается выпуск тепла к трубам.
В целом ситуация такова: такие термины как "горизонтальный" или "вертикальный" относятся к ориентации теплообменника в установленном и функционально рабочем состоянии. В этом состоянии последовательные трубные секции узла теплообменника находятся по вертикали друг над другом и, по меньшей мере приблизительно, идут горизонтально.
Термин "узел теплообменника" обозначает последовательность проводящих свежую воду каналов, которая идет от подвода свежей воды до отвода свежей воды теплообменника, и через которую последовательно течет свежая вода. Несколько узлов теплообменника могут быть соединены параллельно.
В соответствии с одним из вариантов осуществления трубные секции расположены по вертикали друг над другом.
В соответствии с одним из вариантов осуществления трубные секции по существу прямые.
В соответствии с одним из вариантов осуществления все прямые трубные секции узла теплообменника проходят в одной и той же вертикальной плоскости. В другой вертикальной плоскости, по существу параллельно этой плоскости, можно расположить второй узел теплообменника. Такое расположение следует отличать от одиночного узла теплообменника, прямые трубные секции которого проходят в двух или более вертикальных плоскостях, например, с отклоняющими участками, ведущими трубу и, соответственно, поток свежей воды из одной из этих двух плоскостей в другую.
Было обнаружено, что посредством такого выполнения теплообменника можно реализовать малую высоту конструкции, причем с хорошим КПД теплообменника. Малую высоту конструкции можно обеспечить, например, путем комбинирования одной или более следующих мер:
- сплющенные по вертикали трубы, по меньшей мере в трубных секциях;
- подвод и отвод свежей воды не через основание желоба, а через вертикальную боковую стенку или стенку желоба;
- спускной патрубок для системы канализации - также не в основании желоба, а в вертикальной боковой стенке;
- соединительные патрубки для подвода и отвода свежей воды, проходящие вертикально вниз от основания желоба, а затем - примерно под углом 90°;
- установка этих соединительных патрубков рядом с углублением в основании желоба, причем это углубление идет к стоку для сброса сточной воды в систему канализации;
- выполнение (периферийного) сифона в виде многокаскадного сифона.
В одном из вариантов осуществления теплообменника:
- для указанного по меньшей мере одного узла теплообменника предусмотрены места соединения, позволяющие извлекать, по меньшей мере частично, по меньшей мере один узел теплообменника из сливного желоба, и эти места соединения расположены в сливном желобе, и/или
- указанный по меньшей мере один узел теплообменника содержит двойное разделение с промежуточным пространством между свежей водой и сточной водой, причем промежуточное пространство полностью находится в сливном желобе.
Такие места соединения и/или двойное разделение в сливном желобе осуществимы даже в том случае, если трубные секции проходят не так, как описано выше.
В соответствии со вторым аспектом изобретения, который осуществим независимо от других аспектов, представляется высоконадежный с точки зрения протечки теплообменник, характеризующийся следующим образом.
Теплообменник для нагревания свежей воды посредством тепла от сточной воды в душе или ванне, содержащий сливной желоб, по меньшей один расположенный в этом сливном желобе узел теплообменника, предназначенный для подсоединения в подвод свежей воды, и распределительный элемент, установленный для распределения вытекающих сточной воды по указанному по меньшей мере одному узлу теплообменника, причем
- для по меньшей мере одного узла теплообменника имеются места соединения, позволяющие извлекать, по меньшей мере частично, указанный по меньшей мере один узел теплообменника из сливного желоба, и эти места соединения расположены в сливном желобе, и/или
- по меньшей мере один узел теплообменника содержит двойное разделение с промежуточным пространством между свежей водой и сточной водой, причем промежуточное пространство полностью находится в сливном желобе.
Этот приводит к тому, что выходящая жидкость протечки в местах соединения и/или протечек, заполняющих промежуточное пространство, захватывается в сливном желобе. Через сливной желоб жидкость направляется в систему канализации. Отсутствует опасность того, что в случае неисправности узла теплообменника жидкость бесконтрольно выйдет из теплообменника и повредит здание.
В качестве устройств сопряжения с теплообменником применяются элементы со стандартными соединениями, которые идут в сливной желоб или из него, в общем случае, через основание или стенку желоба. Таким образом, для осуществления подачи и отвода свежей воды, а также для отвода сточной воды из сливного желоба применимы стандартные сантехнические (водопроводные) детали. Все специфические детали теплообменника расположены в сточном желобе, поэтому в случае неисправности, в частности протечек, они не причинят вреда зданию. Разумеется, для этого необходимо, чтобы слив или спускной патрубок сливного желоба был технически корректно подключен к системе канализации.
Поскольку вся жидкость, выходящая в случае протечки, попадает в сливной желоб, легко визуально контролируется уплотненность узла теплообменника.
Места соединения могут представлять собой места разъединения, позволяющие монтировать и демонтировать, в частности без инструмента, то есть исключительно вручную, по меньшей мере один узел теплообменника. Одно такое место соединения, например, может содержать удерживающий элемент, например, приводимый вручную рычаг или удерживающее кольцо со байонетным запором и т.п.Тем не менее, может присутствовать и соединение, разъединяемое и воссоздаваемое вручную с помощью инструмента, например, с одним или более винтами.
Места соединений могут представлять собой подвижные соединения, например, поворотные элементы или гибкие (шланговые) соединения, позволяющие поворачивать наружу или извлекать из сточного желоба указанный по меньшей мере один узел теплообменника. Это осуществимо без прерывания потока свежей воды через теплообменник. Поворотные элементы можно выполнить одностенными или двустенными, в соответствии с другими элементами теплообменника.
В одном из вариантов осуществления теплообменника:
- для указанного по меньшей мере одного узла теплообменника предусмотрены места соединения, позволяющие, по меньшей мере частично, извлекать указанный по меньшей мере один узел теплообменника из сливного желоба,
и
-либо эти места соединения представляют собой разъемные и снова соединяемые места разъединения, позволяющие демонтировать указанный по меньшей мере один узел теплообменника,
- либо эти места соединений представляют собой подвижные соединения, позволяющие поворачивать наружу или извлекать указанный по меньшей мере один узел теплообменника из сточного желоба.
Такие места соединения осуществимы даже, если трубные секции проходят не так, как описано выше.
В соответствии с третьим аспектом изобретения, который осуществим независимо от других аспектов, представляется простой в обслуживании и чистке теплообменник, характеризующийся следующим образом.
Теплообменник для нагревания свежей воды посредством тепла от сточной воды в душе или ванне, содержащий сливной желоб, по меньшей один расположенный в сливном желобе узел теплообменника, предназначенный для подсоединения в подвод свежей воды, и распределительный элемент, установленный для распределения вытекающих сточной воды по указанному по меньшей мере одному узлу теплообменника, причем
- для указанного по меньшей мере одного узла теплообменника предусмотрены места соединения, которые позволяют, по меньшей мере, частично, извлекать указанный по меньшей мере один узел теплообменника из сливного желоба,
и
- либо эти места соединения представляют собой разъемные и снова соединяемые места разъединения, позволяющие демонтировать указанный по меньшей мере один узел теплообменника,
- либо эти места соединений представляют собой подвижные соединения, позволяющие поворачивать наружу или извлекать-указанный по меньшей мере один узел теплообменника из сточного желоба.
Таким образом, по меньшей мере один узел теплообменника можно извлекать из сточного желоба для технического обслуживания, проверки и/или чистки.
В одном из вариантов осуществления теплообменника указанный по меньшей мере один узел теплообменника напрямую или посредством других элементов присоединен к первому соединительному патрубку и второму соединительному патрубку, причем соединительные патрубки ведут в сточный желоб и, соответственно, наружу из него, и
- указанный по меньшей мере один узел теплообменника можно монтировать на соединительных патрубках по выбору в одном из двух положений, повернутых друг к другу на 180° вокруг вертикальной оси, и/или
- соединительные патрубки можно монтировать на сливном желобе по выбору в одном из по меньшей мере двух или трех положений, каждое из которых повернуто к другому на 90° вокруг вертикальной оси.
Таким образом, монтируемые по-разному узлы теплообменников и/или соединительные патрубки осуществимы даже, если трубные секции проходят не так, как описано выше.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения, который осуществим независимо от других его аспектов, представляется теплообменник, который можно гибко, то есть по-разному, смонтировать и который характеризуется следующим образом.
Теплообменник для нагревания свежей воды посредством тепла от сточной воды в душе или ванне, содержащий сливной желоб, по меньшей один расположенный в сливном желобе узел теплообменника, предназначенный для подключения к подводу свежей воды, и распределительный элемент, установленный для распределения вытекающих сточной воды по указанному по меньшей мере одному узлу теплообменника, причем
- указанный по меньшей мере один узел теплообменника напрямую или посредством других элементов присоединен к первому соединительному патрубку и второму соединительному патрубку, причем соединительные патрубки ведут в сточный желоб и, соответственно, наружу из него, причем
- указанный по меньшей мере один узел теплообменника можно монтировать на соединительных патрубках по выбору в одном из двух положений, повернутых друг к другу на 180° вокруг вертикальной оси, и/или
- соединительные патрубки по выбору можно монтировать на сливном желобе по выбору в одном из по меньшей мере двух или трех положений, каждое из которых повернуто к другому на 90° вокруг вертикальной оси.
Сам сточный желоб может иметь по существу симметричную форму, но с выведенным сбоку стоком (слив) или спускным патрубком. В этом случае при монтаже сливного желоба, например, в душе, сливной желоб можно смонтировать по выбору в одном из двух положений, повернутых друг к другу на 180° вокруг вертикальной оси. Таким образом, ориентацию спускного патрубка можно адаптировать к местным условиям. Ориентацию соединительного патрубка также можно адаптировать к местным условиям, как описано выше.
Если сам узел теплообменника также может монтироваться в двух положениях, подвод и отвод свежей воды можно произвольно подключать к сливному желобу. В этом случае при монтаже узла (узлов) теплообменника или элементов соединения, которые в сливном желобе могут вести к узлу (узлам) теплообменника, их ориентацию можно выбрать соответствующим образом. Тем самым сильно упрощается монтаж, и не могут появиться ошибки из-за неправильного установочного поворота сливного желоба. Ошибки при неправильном установочном повороте узла теплообменника можно легко исправить.
В соответствии с пятым аспектом изобретения, который осуществим независимо от других аспектов, также представляется теплообменник с малой высотой конструкции, характеризующийся следующим образом.
Теплообменник для нагревания свежей воды посредством тепла от сточной воды в душе или ванне, содержащий сливной желоб, по меньшей один расположенный в сливном желобе узел теплообменника, предназначенный для подсоединения в подвод свежей воды, и распределительный элемент, установленный для распределения вытекающих сточной воды по указанному по меньшей мере одному узлу теплообменника, причем
указанный по меньшей мере один узел теплообменника имеет несколько последовательно следующих трубных секций, соединенных друг с другом посредством отклоняющих секций, при этом
- в сливном желобе расположена область притока, область сифона и область стока, через которые при работе теплообменника сточная воду проходит поочередно в указанной последовательности, причем
- область притока имеет воздухообмен с окружающей средой над теплообменником,
- область стока имеет воздухообмен со спускным патрубком, предназначенным для подключения к системе канализации, и
- область сифона предотвращает воздухообмен между областью притока и областью стока и позволяет жидкости течь из области притока к области стока,
- область сифона (если смотреть в горизонтальном направлении) с первой стороны ограничена стенкой желоба, а со второй стороны - перегораживающим элементом,
- перегораживающий элемент задерживает вытекающую сточную воду, так что сточная вода течет по распределительному элементу, распределяющему сточную воду по указанному по меньшей мере одному узлу теплообменника.
В одном из вариантов осуществления область сифона (если смотреть в горизонтальном направлении) установлена с первой стороны узла теплообменника, а область стока - со второй стороны узла теплообменника, противоположной первой стороне. Тем самым реализован компактный и экономичный с точки зрения расхода материала сифон.
В одном из вариантов осуществления подвод свежей воды и отвод свежей воды узла теплообменника проведены через стенку желоба со второй стороны узла теплообменника. Тем самым, можно реализовать теплообменник с малой высотой конструкции.
В одном из вариантов осуществления подвод свежей воды и отвод свежей воды проведены через разъемные трубные соединения, расположенные в сливном желобе, и эти трубные соединения, в частности, можно создавать или рассоединять путем горизонтального перемещения узла теплообменника. Таким образом, узел теплообменника можно демонтировать горизонтальным перемещением, а затем путем вертикального перемещения извлечь из сливного желоба.
В одном из вариантов осуществления подвод свежей воды и отвод свежей воды проведены через разъемные трубные соединения, расположенные в сливном желобе, и эти трубные соединения можно создавать или рассоединять путем вертикального перемещения узла теплообменника. Таким образом, узел теплообменника можно демонтировать путем вертикального перемещения и извлечь из сливного желоба. При этом соединительные патрубки для присоединения элементов соединения могут быть проведены через основание желоба или через стенку желоба, а затем отогнуты вверх под углом, так чтобы элементы соединения можно было сверху вставлять в соединительные патрубки и, соответственно, извлекать из них.
В одном из вариантов осуществления подвод свежей воды и отвод свежей воды проведены через разъемные трубные соединения, расположенные в сливном желобе, и эти трубные соединения, в частности, можно создавать или рассоединять путем диагонального перемещения узла теплообменника. При этом направление перемещения для рассоединения или создания трубных соединений проходит под углом между 30° и 60°, в частности, под углом приблизительно 45° к горизонтали (в положении установки теплообменника).
В одном из вариантов осуществления трубные секции узла теплообменника образуют ровно один ряд расположенных друг над другом трубных секций, и капающая или стекающая вниз сточная воду опрыскивает или омывает их поочередно. Тем самым осуществим узел теплообменника, который экономит место, в частности, в горизонтальном направлении.
В одном из вариантов осуществления трубные секции расположены друг над другом и смещены друг к другу в горизонтальном направлении. При этом, если смотреть в вертикальном направлении, через них поочередно может проходить жидкость. Например, имеется первая группа трубных секций, которые расположены по вертикали по существу друг над другом, и вторая группа трубных секций, которые расположены по вертикали по существу друг над другом, при этом первая и вторая группы смещены друг к другу в горизонтальном направлении.
В одном из вариантов осуществления область сифона уплотнена относительно области стока посредством уплотнения, установленного между основанием желоба и перегораживающим элементом. Это уплотнение предотвращает вытекание жидкости из области сифона в область стока.
В одном из вариантов осуществления область притока уплотнена относительно области стока посредством уплотнения, установленного между стенкой желоба и перегораживающей крышкой, причем перегораживающая крышка предотвращает попадание воздуха из области стока в область притока. Это уплотнение может быть сформировано заодно целое с уплотнением для герметизации относительно дна желоба. Альтернативно оно может быть сформировано, как отдельное уплотнение.
В одном из вариантов осуществления периферийного уплотнение между перегораживающей крышкой и сливным желобом проходит соответственно в одной плоскости. Оно может быть наклонено относительно горизонтали, в частности на угол между 20° до 80°, например, на угол между 30° и 70°. Альтернативно эта плоскость уплотнения может располагаться вертикально, то есть под углом 90° к горизонтали. В этом случае уплотнение прижимается к стенке желоба.
В одном из вариантов осуществления и в соответствии с дополнительным аспектом изобретения уплотнение представляет собой многослойное вспененное уплотнение. В поперечном сечении оно содержит по меньшей мере два первых уплотнительных валика, которые расположены на расстоянии друг от друга, и между которыми проходит второй уплотнительный валик, опирающийся на первые уплотнительные валики. Для создания многослойного вспененного уплотнения сначала на основу наносят два первых уплотнительных валика, идущие рядом друг с другом и по существу на постоянном расстоянии друг от друга. Оба первых уплотнительных валика частично или полностью отверждают. Затем между первыми двумя уплотнительными валиками и/или на оба этих валика наносят дополнительный уплотнительный валик и отверждают его. Два первых уплотнительных валика стабилизируют дополнительный уплотнительный валик, так чтобы дополнительный уплотнительный валик не расходился по основе при нанесении. Тем самым создается улучшенное и более стабильное уплотнение по сравнению с нанесением уплотнительного валика в процессе одной рабочей операции. В одном из вариантов дополнительный уплотнительный валик выполнен из материала, отличного от материала двух первых уплотнительных валиков, в частности из материала, который мягче в отвержденном состоянии. Тем самым может быть реализовано стабильное и в то же время эластичное уплотнение. Такое многослойное уплотнение осуществимо и для других применений, совершенно независимых от раскрытых здесь применений для теплообменников и желобов сточной воды,.
В соответствии с шестым аспектом изобретения, который можно осуществить независимо от других аспектов, представляется теплообменник, способствующий гигиеничной эксплуатации душа и характеризующийся следующим образом.
Теплообменник для нагревания свежей воды посредством тепла от сточной воды в душе или ванне, содержащий сливной желоб и по меньшей один расположенный в сливном желобе узел теплообменника, предназначенный для подсоединения в подвод свежей воды, причем канал свежей воды проходит через теплообменник, и перед теплообменником или после теплообменника в канале свежей воды установлен спускной клапан, позволяющий опорожнять участок канала свежей воды в сливной желоб. Этот участок, например, также содержит подводящий канал к душевой головке или крану.
Спускной клапан может приводиться в действие автоматически или вручную. Вышеупомянутое опорожнение участка канала свежей воды предотвращает застаивание воды при температурах, допускающих размножение микробов, например, бактерий легионеллы.
Все вышеописанные аспекты изобретения можно произвольным образом комбинировать с описанными ниже вариантами осуществления и признаками (исключая случаи, когда вариант осуществления является альтернативой, которая не совместима с аспектом).
В одном из вариантов осуществления отклоняющие секции сформированы изогнутыми трубами, а диаметр изгиба на отклоняющих секциях больше расстояния между следующими друг за другом трубными участками в вертикальном направлении.
В одном из вариантов осуществления отклоняющая секция проходит между последовательными прямыми трубными секциями, по меньшей мере частично вне плоскости, в которой лежат эти две прямых трубных секции.
Например, отклоняющая секция может проходить, по меньшей мере частично, в плоскости, расположенной вне плоскости, в которой лежат обе этих прямых трубных секции.
В одном из вариантов осуществления отклоняющая секция проходит, по меньшей мере частично, в плоскости, параллельной плоскости, в которой лежат оба прямых участка трубы, и находящейся на некотором расстоянии от этой плоскости.
Таким образом, труба (в указанной последовательности) может, например, содержать первую, вторую, третью и четвертую трубные секции и первую отклоняющую секцию между первой и второй трубной секцией, вторую отклоняющую секцию между второй и третьей трубной секцией и третью отклоняющую секцию между третьей и четвертой трубной секцией. При этом в проекции на плоскость, в которой проходят трубные секции, первая отклоняющая секция и третья отклоняющая секция, по меньшей мере частично, наложены друг на друга. Так как при этом первая и третья отклоняющая секция, по меньшей мере частично, проходят в разных плоскостях, их можно провести мимо друг друга.
В одном из вариантов осуществления узел теплообменника соединен с первым элементом соединения для подвода свежей воды и вторым элементом соединения для отвода свежей воды, сливной желоб содержит первый соединительный патрубок и второй соединительный патрубок, ведущие в сливной желоб и, соответственно, из него наружу, при этом первый элемент соединения смонтирован съемно на первом соединительном патрубке, а второй элемент соединения смонтирован съемно на втором соединительном патрубке.
Оба элемента соединения и, соответственно, оба соединительных патрубка могут быть расположены на одной и той же стороне теплообменника или на противоположных сторонах, или же в области посередине теплообменника. Если они расположены на одной стороне, в узле теплообменника присутствует четное число трубных секций. Если они расположены на противоположных сторонах, присутствует нечетное число трубных секций. Если они расположены в области посередине, на элементах соединения могут быть соединены два узла теплообменника, проходящие в противоположных направлениях.
В одном из вариантов осуществления элементы соединения можно монтировать и демонтировать вручную, в частности без инструмента, то есть чисто вручную. В другом варианте осуществления элементы соединения могут быть съемно смонтированы на соединительных патрубках посредством винтов.
В одном из вариантов осуществления первый соединительный патрубок содержит запорный кран для прерывания подачи свежей воды.
В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один из элементов соединения смонтирован на соответствующем соединительном патрубке посредством откидного замкового рычага.
Тем самым осуществимо безопасное, т.е. надежное, водонепроницаемое и виброустойчивое соединение. Замковый рычаг может быть защелкивающимся. Замковый рычаг может иметь такую форму, что один или более расположенных над ним элементов (распределительный элемент и/или перегораживающий элемент, например, в виде желоба, или крышка) могут быть полностью и корректно установлены лишь тогда, когда замковый рычаг находится в конечном положении в соединенном состоянии соответствующего элемента соединения. Для этого соответствующий элемент, например, распределительный элемент или перегораживающий элемент, может содержать элементы, которые выступают внутрь и сталкиваются с замковым рычагом, если тот не находится в указанном конечном положении.
В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один из замковых рычагов при открытии отжимает соответствующий элемент соединения от соответствующего соединительного патрубка.
Это позволяет преодолеть удерживающую силу между элементом соединения и соединительным патрубком, без риска того, что элемент соединения при резком снятии соединения переместится слишком далеко и при этом произойдет изгиб или скручивание узла (узлов) теплообменника, как это происходит при съеме вручную.
Замковый рычаг можно смонтировать на соединительном патрубке, в частности с возможностью поворота, причем установить на элементе соединения по меньшей мере один нажимной элемент. При закрытии замкового рычага нажимной элемент взаимодействует с замковым рычагом, в результате чего элемент соединения притягивается к соединительному патрубку. Наоборот, замковый рычаг может быть смонтирован на элементе соединения, в частности с возможностью поворота, поэтому соответствующий нажимной элемент может быть расположен на соединительном патрубке. Принцип действия при закрытии и открытии аналогичен для обоих случаев.
В одном из вариантов осуществления замковый рычаг содержит по меньшей мере один стопор, который блокирует или затрудняет движение замкового рычага в направлении открытия, когда между элементом соединения и соединительным патрубком действует раздвигающая их сила. Это позволяет предотвратить непреднамеренное открытие замкового рычага, когда по меньшей мере один узел теплообменника находится под давлением (свежей воды). Стопор можно реализовать, например, посредством контактной поверхности замкового рычага, взаимодействующей с соответствующим нажимным элементом, имеющей изгиб, прерывистость или упор.
В одном из вариантов осуществления
- по меньшей мере один из замковых рычагов имеет механическую связь с запорным краном, и запорный кран закрывается при открытии замкового рычага,
- или запорный кран в своем открытом положении блокирует движение на открытие одного из замковых рычагов, а в своем закрытом положении запорный кран деблокирует это движение на открытие.
Тем самым предотвращаются непреднамеренные проливы при демонтаже узла теплообменника.
На соединительных патрубках могут быть установлены датчики для измерения температуры на входе и температуры на выходе и/или расходомер свежей воды. Кроме того, может присутствовать датчик температуры сточной воды. Это позволяет, по меньшей мере приблизительно, определить эффективность устройства и передать или отобразить ее пользователю.
На соединительных патрубках или соединительных деталях, в частности, на соединительном патрубке или элементе соединения для подвода свежей воды, могут быть расположены фильтрующие элементы. В этом месте, в частности, в подводе свежей воды, также могут быть установлены клапаны недопущения противотока, например, обратные клапаны.
В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один из двух соединительных патрубков проходит в вертикальном направлении через основание сливного желоба и выполнен в виде угловой детали, например, с углом 90° для горизонтального соединения подвода свежей поды или, соответственно, отвода свежей воды.
В одном из вариантов осуществления соединительные патрубки выполнены с возможностью поворота или могут быть смонтированы в разных положениях, которые в каждом случае повернуты друг к другу на 90° вокруг вертикальной оси. Это позволяет весьма легко адаптировать ориентацию соединительных патрубков к местным условиям при монтаже теплообменника, в зависимости от направления, с которого каналы свежей воды подводятся к теплообменнику.
В одном из вариантов осуществления основание желоба содержит углубление, отводящее вытекающую воду к по меньшей мере одному спускному патрубку для соединения с системой канализации, причем соединительный патрубок или патрубки расположены в области рядом с углублением.
В одном из вариантов осуществления участок соединительного патрубка заходит внутрь элемента соединения. В результате этот участок соединительного патрубка можно прикрепить к соответствующему элементу внутри элемента соединения. Тем самым опять же предотвращено снятие соединения между соединительным патрубком и элементом соединения. Доступ к внутренней части элемента соединения можно обеспечить через отверстие, которое может быть открыто или закрыто прозрачной или непрозрачной крышкой.
Между углублением и спускным патрубком можно расположить сифонный затвор желоба. Сифонный затвор желоба можно реализовать посредством вертикальной стеновой секции, блокирующей верхнюю область спускного патрубка, и посредством возвышения в соединительной области спускного патрубка, которое поднимает вытекающую сточную воду, по меньшей мере, на высоту нижнего края упомянутой стеновой секции.
Альтернативно или дополнительно спускной патрубок также может содержать запирающий элемент или спускной блок, посредством которых можно перекрыть слив.
Это позволяет, при чистке теплообменника, перекрыть сток, наполнить сливной желоб водой и средством для чистки и дать чистящему средству действовать.
В одном из вариантов осуществления узел теплообменника или группа узлов теплообменника подвижно смонтирована в сливном желобе и может быть выведена из сливного желоба без разрыва идущего через сливной желоб подвода свежей воды, в частности, путем поворота вокруг оси поворота.
Поскольку подача свежей воды не прерывается, это позволяет очищать теплообменник свежей водой, например, посредством питаемой теплообменником душевой головки, также и в повернутом наружу положении.
В одном из вариантов осуществления предусмотрен соединительный узел, в частности, поворотный узел первым поворотным соединением для подвода свежей воды к по меньшей мере одному узлу теплообменника и вторым поворотным соединением для отвода свежей воды от этого по меньшей мере одного узла теплообменника, причем оба поворотных соединения установлены так, что они могут вращаться вокруг общей оси поворота.
Ось поворота может проходить горизонтально. В этом случае поворот по меньшей мере одного узла теплообменника происходит в вертикальной плоскости.
Ось поворота может проходить под углом к горизонтали, например, под углом к горизонтали не менее 5°, 10° или 20°. В этом случае поворот по меньшей мере одного узла теплообменника происходит в плоскости, расположенной под соответствующим углом к вертикали. Таким образом, при повороте наружу предотвращается столкновение по меньшей мере одного узла теплообменника с установленными жестко элементами сантехническими элементами, например, с душевой штангой.
Поворачиваемый наружу по меньшей мере один узел теплообменника может иметь механическую связь с также поворачивающимся наружу дополнительным элементом, например, крышкой и/или распределительном элементом. Эта связь может представлять собой ножничный механизм. Благодаря ему при повороте наружу дополнительного элемента поворачивается наружу и узел теплообменника.
В одном из вариантов осуществления реализовано двустенное разделение между областями, проводящими свежую воду, и областями, проводящими сточную воду, посредством промежуточного пространства, причем трубные секции сформированы двустенными трубами, и
- присутствуют двустенные элементы соединения, опционально также присутствуют двустенные соединительные патрубки, и промежуточное пространство элементов соединения соединено с промежуточным пространством двустенных труб.
Таким образом, элементы соединения, а опционально и соединительные патрубки, могут быть выполнены двустенными, например, иметь внутреннюю и наружную стенку, которые соединены друг с другом ребрами (выступами). Точно также соединительные патрубки тоже могут быть двустенными, по меньшей мере, в области, которая расположена вне сливного желоба и, следовательно, может вступать в контакт со сточной водой. В этом случае при соединении элемента соединения с соединительным патрубком промежуточные пространства элемента соединения соединяются с промежуточными пространствами соединительного патрубка
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере один из элементов соединения имеет один или более отклоняющих элементов, каждый из которых соответствует участку канала с отклонением примерно 180°. Каждый из двух концов такого участка канала присоединен к трубной секции. Если трубные секции выполнены двустенными, отклоняющие секции также двустенные, и промежуточное пространство отклоняющих элементов соединено с промежуточным пространством двустенных труб. Отклоняющие секции, по меньшей мере частично, могут быть сформированы как часть элементов соединения. Таким образом, с точки зрения направления свежей воды, отклоняющими элементами образованы отклоняющие секции. Однако отклоняющие элементы выполнены в виде не труб, а полых областей в элементе соединения, например, углублений, при изготовлении элемента соединения посредством литья, инжекции или фрезерования. Чтобы соединить трубы с отклоняющими элементами, трубы вставляют в элементы соединения. При этом их можно уплотнить уплотнительными кольцами, уплотняющей массой, такой как силикон или двухкомпонентный эластомер. Если трубные секции расположены друг над другом, отклонение поворот происходит по существу в вертикальной плоскости.
Другая альтернатива состоит в том, что элемента соединения снабжается эластичной оболочкой в виде наружного покрытия, например, из силикона, причем часть наружной оболочки выполнена для уплотнения относительно вставленной трубной секции.
В одном из вариантов осуществления один из элементов соединения содержит оболочку из эластичного пластика, покрывающую по меньшей мере часть элемента соединения и формирующую второе разделение между областями теплообменника, проводящими свежую воду, и областями теплообменника, проводящими сточную воду. Этот вариант осуществления можно реализовать и в отсутствие отклоняющих элементов для отклонения на 180° или вообще без них. В отсутствие любых отклоняющих элементов элементы соединения представляют собой просто коллекторы.
Промежуточная область между оболочкой и соответствующим элементом соединения имеет соединение с промежуточным пространством труб и/или других элементов, поэтому протекшая вода может течь из промежуточного пространства в промежуточную область и обратно. Если же протекшей воды нет, оболочка может плотно облегать элемент соединения. При наличии протекшей воды оболочка может растянуться вследствие своей эластичности, принять протекшую воду и направить ее дальше.
В одном из вариантов осуществления область оболочки формирует уплотнительную область между элементом соединения и сливным желобом, в частности, между элементом соединения и стенкой или дном желоба. При этом уплотнительная область уплотняет подвод свежей воды или отвод свежей воды относительно внутренней части сливного желоба, в частности, как второе разделение. Данное разделение можно обозначить и как наружное разделение или наружную стенку, идущие из области свежей воды,.
В одном из вариантов осуществления область оболочки формирует уплотнительную область между элементом соединения и вставленной в него трубной секцией. При этом уплотнительная область уплотняет трубную секцию относительно внутренней части сливного желоба, в частности, как второе, наружное разделение. Оболочка облегает внешнюю трубу трубной секции либо как манжета, которая, следуя трубной секции, уходит от элемента соединения, либо как манжета, введенная в элемент соединения и расположенная между элементом соединения и трубной секцией.
В одном из вариантов осуществления область оболочки формирует уплотнительную область между элементом соединения и крышкой смотрового отверстия, вставленной в элемент соединения. При этом уплотнительная область уплотняет промежуточное пространство элемента соединения относительно внутренней части сливного желоба как часть второго, наружного разделения. Уплотнительная область, например, наложена на смотровое отверстие и прижата внутрь к краю смотрового отверстия посредством вставленной крышки.
В одном из вариантов осуществления область оболочки формирует уплотнительную область между элементом соединения и лежащей на элементе соединения крышкой, в частности, перегораживающей крышкой, или другим элементом, причем в крышке присутствует отверстие, и посредством уплотнительного участка это отверстие уплотнено относительно области, расположенной вокруг элемента соединения. Эта область вокруг элемента соединения является областью стока. В общем случае уплотнительная область уплотняет при этом область притока относительно области стока. Отверстие в крышке или перегораживающей крышке, например, позволяет видеть оболочку или через оболочку (если она прозрачна), или через отверстие в оболочке и через смотровое отверстие, расположенное за этим отверстием в элементе соединения.
В одном из вариантов осуществления в промежуточную область между оболочкой и элементом соединения включен материал, который при впитывании воды меняет свой цвет, при этом сама оболочка прозрачна или полупрозрачна (то есть просвечивает). В результате протекшая вода, попавшая в эту промежуточную область, вызывает изменение цвета, которое можно обнаружить снаружи через оболочку, например, через вышеописанное отверстие в крышке или перегораживающей крышке.
Отклоняющие элементы могут быть сформированы в соединительных элементах, которые также не имеют функцию элементов соединения или коллекторов. Такие соединительные элементы имеют только один, два или более отклоняющих элементов и тем самым соединяют два, четыре или более четных трубных секций. Таким образом, узел теплообменника на одном конце может иметь такой соединительный элемент, а на другом конце - элемент соединения, образующий соединение одной трубной секции к подводу свежей воды и другой трубной секции к отводу свежей воды, и опционально также содержит один или более отклоняющих элементов.
В одном из вариантов осуществления трубные секции изогнуты, причем каждая из трубных секций проходит в выделенной горизонтальной плоскости. В каждом случае конец изогнутой трубной секции может быть расположен вблизи начала этой же трубной секции. Таким образом, изогнутая трубная секция может образовывать почти замкнутую петлю. При этом, в частности, он может иметь форму, повторяющую форму сегмента круга, например, с углом более 270°. Друг над другом, например, точно друг над другом, может быть расположено несколько таких трубных секций. Альтернативно их можно расположить со смещением друг к другу в радиальном направлении, например, расположив друг над другом трубные секции, в каждом случае следуя сегментам круга с разными радиусами.
Как уже отмечено, в каждом случае в начале и конце этих изогнутых трубных секций установлены элементы соединения или соединительные элементы. В этом варианте осуществления эти элементы соединения или соединительные элементы можно объединить в одну деталь. При этом такой комбинированный элемент соединения или соединительный элемент в каждом случае содержит отклоняющие элементы для начала и конца трубных секций.
В этом теплообменнике с изогнутыми трубными участками могут присутствовать элементы соединения, каждый из которых содержит один или более отклоняющих элементов в качестве отклоняющих секций, причем отклоняющий элемент соответствует участку канала, реализующему вертикальное смещение канала, то есть оба конца такого участка канала присоединены на трубных секциях, которые смещены друг к другу по вертикали и ведут канал дальше в том же направлении или в том же периферийном направлении.
Во всех вариантах осуществления изобретения элементы соединения или соединительные элементы могут быть отлиты или инжектированы из пластика или металла. Их можно изготовить одностенными или двустенными. Их можно изготовить из одного единственного материала или из комбинации, например, с металлической внутренней частью, в которой проводится свежая вода, и с пластиковой, в частности, силиконовой наружной частью или оболочкой, посредством которой реализовано второе разделение.
В одном из вариантов осуществления теплообменник содержит, посредством промежуточного пространства, двустенное разделение между областями, проводящими свежую воду, и областями, проводящими сточную воду, причем трубные секции сформированы двустенными трубами, и
- присутствует соединительный узел, причем внутренняя область соединительного узла герметично отделена от областей, проводящих сточную воду, во внутренней области соединительного узла расположены одностенные каналы, проводящие свежую воду, в частности трубы и/или армированные шланги, при этом внутренняя область соединена с промежуточным пространством труб с двойной стенкой.
Такой соединительный узел также может быть двустенным элементом соединения или соединительным элементом.
В отношении промежуточного пространства в целом ситуация такова: различные объемы, формирующие промежуточное пространство (промежуточное пространство элементов соединения, промежуточное пространство двустенных труб, внутренняя область…) имеют друг с другом гидравлическое соединение (англ. "in fluid connection"), поэтому жидкость может попасть из одного объема в другой. Если возникает протечка, то, в зависимости от места этой протечки, либо свежая вода, либо сточная вода попадает в промежуточное пространство и может быть там обнаружена. Для этого в промежуточном пространстве можно разместить датчик и/или контрольное отверстие, через которое протекшая жидкость выйдет или станет видна через окошко или смотровое отверстие.
Элементы соединения, например, ребра (выступы), разделители, сварные точки и т.д., идущие через промежуточное пространство, имеют диаметр или максимальную протяженность по меньшей мере в одном направлении, например, два миллиметра. Это соответствует общепринятым стандартам для конструкции теплообменников между свежей водой и сточной водой.
В одном из вариантов осуществления соединительный узел в целом может быть выполнен с возможностью поворота относительно сливного желоба и соединен с поворотными соединениями, при этом по меньшей мере один узел теплообменника по существу жестко соединен с соединительным узлом и может быть повернут наружу из сливного желоба путем поворота соединительного узла.
В одном из вариантов осуществления соединительный узел по существу жестко смонтирован в сливном желобе и содержит во внутренней области одностенные каналы свежей воды, в частности трубы и/или гибкие шланги, в частности армированные шланги, для перехода между соединительными патрубками и узлами теплообменника, по меньшей мере один узел теплообменника соединен на соединительном узле с первым и вторым поворотным соединением, причем оба поворотных соединения установлены так, что они могут вращаться вокруг общей оси поворота.
В одном из вариантов осуществления соединительный узел по существу жестко смонтирован в сливном желобе, однако содержит отклоняющие секции, которые установлены с возможностью поворота относительно других элементов соединительного узла и с этими другими элементами герметично соединены с гибкими и герметичными элементами, например, с сильфоном или мембранами из резины или другого пластика, в результате чего обеспечивается отделение внутренней области соединительного узла от областей, проводящих сточную воду. По меньшей мере один узел теплообменника закреплен на поворотных элементах, а соединения узла теплообменника проходят через поворотные элементы, например, к гибким шлангам, в частности, армированным шлангам, во внутренней области соединительного узла.
В одном из вариантов осуществления теплообменник содержит сифон, через который сточная вода поступает к распределительному элементу, причем сифоном окружен по меньшей мере один узел теплообменника.
Точнее говоря, по меньшей мере один узел теплообменника окружен сифоном при обзоре в горизонтальной плоскости сечения в области узла теплообменника. Итак, сифон проходит вокруг по меньшей мере одного узла теплообменника. Канализационные газы, поступающие через распределительные отверстия, задерживаются сифоном, в частности со всех сторон вокруг по меньшей мере одного узла теплообменника. В отличие от этого, в известных из уровня техники теплообменниках используется лишь одна крышка, расположенная между канализационными газами и окружающей средой, поэтому данная крышка должна лежать на своей опоре газонепроницаемо в максимально возможной степени. Альтернативно данная конструкция позволяет обойтись без дополнительного сифона после теплообменника (например, вышеупомянутого сифонного затвора желоба), что дает возможность сохранить малую высоту конструкции теплообменника.
Сифон может быть многокаскадным, т.е. состоять из отдельных сифонов или каскадов сифонов, расположенных последовательно друг за другом. Это позволяет получить установленную законодательством высоту подъема воды в сифоне (например, 5 см, так называемая "высота водяного затвора") при малой высоте конструкции.
В одном из вариантов осуществления теплообменник содержит перегораживающий элемент, окружающий по меньшей мере один узел теплообменника, и распределительный элемент для распределения сточной воды по указанному по меньшей мере одному узлу теплообменника, причем перегораживающий элемент задерживает вытекающую сточную воду, так что сточная вода течет по распределителю.
Распределительный элемент может содержать распределительные отверстия. Они расположены по существу вертикально над одним или более прямых трубных секций. Распределительные отверстия можно расположить и над изогнутыми трубными секциями, например, если несколько изогнутых трубных секций, каждая из которых проходит по существу горизонтально, расположены друг над другом, формируя отклоняющий элемент. Распределительный элемент можно выполнить как одно целое с перегораживающим элементом, например, в виде открытого снизу удлиненного резервуара с отверстиями в крышке.
В одном из вариантов осуществления теплообменник содержит крышку, краем которой окружен перегораживающий элемент.
Точнее говоря, если смотреть в горизонтальной плоскости сечения в области перегораживающего элемента, крышка окружает перегораживающий элемент.
Из этого, в частности, следует, что идущей вниз частью края крышки формируется сифон или область, ниже которой должна течь сточная воду, и которая, тем самым, формирует сифонный затвор.
Таким образом, вытекающая вода проходит ниже края крышки, по перегораживающему элементу к распределительному элементу, затем через его распределительные отверстия.
В одном из вариантов осуществления теплообменника перегораживающий элемент, в частности, нижним краем, лежит на сливном желобе, а между перегораживающим элементом и основанием желоба присутствует периферийное уплотнение.
Это уплотнение может быть закреплено на перегораживающем элементе. Альтернативно уплотнение может быть закреплено на основании желоба, а перегораживающий элемент лежит на уплотнении или вставлен в уплотнение.
Вследствие этого, в случае, если уплотнение не обеспечивает идеальную герметизацию или удален перегораживающий элемент, сифон опорожняется в сливной желоб или в спускной патрубок.
В одном из вариантов осуществления теплообменника он содержит по меньшей мере два узла теплообменника, причем в зависимости от расхода сточной воды может эксплуатироваться один или оба узла теплообменника.
Таким образом, лишь один узел теплообменника работает при низком расходе, что означает, что по нему течет сточная вода, а через него течет свежая вода. Если расход превышает первое пороговое значение, резко или постепенно вступает в действие другой узел теплообменника. Аналогичным образом может быть задействован третий узел теплообменника с другим пороговым значением и т.д.
В одном из вариантов осуществления один из по меньшей мере двух узлов теплообменника питается посредством управляемого давлением клапана, открывающегося тогда, когда давление на входе клапана превышает первое пороговое значение давления.
Этот клапан закрывается, например, при падении давления на входе ниже второго порогового значения. Второе пороговое значение давления может быть меньше первого порогового значения давления.
В одном из вариантов осуществления распределительный элемент содержит первую и вторую группу распределительных отверстий, причем распределительные отверстия первой группы расположены над первым узлом теплообменника и пропускают поток даже при низком расходе сточной воды, а распределительные отверстия второй группы находятся над вторым узлом теплообменника и не пропускают поток до тех пор, пока расход сточной воды не превысит пороговое значение.
Это осуществимо, например, посредством выполнения распределительных отверстий второй группы с поднятым краем (по сравнению с распределительными отверстиями первой группы). Альтернативно перепуск или перегораживающая область перегораживающего элемента, идущая к распределительным отверстиям второй группы, может находиться выше, чем соответствующий перепуск, идущий к распределительным отверстиям первой группы. Альтернативно или дополнительно между областями этих двух групп может присутствовать разделительная стенка или разделительное ребро (выступ). Сточная вода тогда только перетекает это ребро (выступ), когда ее расход превышает пороговое значение.
В одном из вариантов осуществления распределительный элемент содержит по меньшей мере одно переливное отверстие, позволяющее сточной воде вытечь, если сточная вода не была выведена отведена посредством распределительных отверстий.
Переливное отверстие может провести сточную воду мимо по меньшей мере одного узла теплообменника и/или, с течением по трубам узла теплообменника, в сливной желоб.
Благодаря малой высоте конструкции теплообменник может быть установлен в краевой области душевого поддона. Однако его можно установить и прямо у стока (слива) душа или ванны, например, в стене или на стене рядом с душем или ванной, или в области края ванны. Теплообменник может снабжаться сточной водой из нескольких душей, например, расположенных рядом друг с другом, или из душа и ванны, например, установленной рядом с этим душем.
В одном из вариантов осуществления теплообменник скомбинирован в один конструктивный узел с душевой перегородкой. Тем самым можно несложно реализовать надежный брызгозащищенный переход между теплообменником и душевой перегородкой и упростить конечный монтаж.
В одном из вариантов осуществления теплообменник содержит пробку, причем в своем первом положении пробка предотвращает вытекание воды из сливного желоба, а во втором положении позволяет воде вытечь из сливного желоба. При этом пробка может содержать переливное отверстие, которое позволяет воде вытечь в обоих положениях при превышении ее определенной высоты в сливном желобе.
Различные аспекты изобретения осуществимы как по отдельности, то есть независимо друг от друга, так и в сочетании.
В целом теплообменник в соответствии с разными аспектами изобретения предназначен для обеспечения теплообмена между сточной водой и свежей водой. Однако возможны и другие его применения, в которых, например, требуется малая высота конструкции при высоком КПД и/или большая гибкость при монтаже, и/или удобство обслуживания и простая чистка, и/или высокая надежность с точки зрения протечек. С целью упрощения в качестве двух жидкостей или сред, между которыми происходит теплообмен, указаны сточная вода и свежая вода, однако в общем речь может идти о первой среде (отдающей тепловую энергию) и второй среде (поглощающей тепловую энергию).
Узлы теплообменника в общем случае эксплуатируются как противоточные или перекрестно-противоточные теплообменники. Однако их можно эксплуатировать и в качестве прямоточных или перекрестно-прямоточного теплообменников.
Для всех аспектов справедливо, что сливной желоб или теплообменник можно установить для приема сточной воды из душевого поддона или из раковины или из ванны. Возможны и другие области применения.
Другие предпочтительные варианты осуществления охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.
Ниже сущность изобретение поясняется более подробно посредством раскрытия предпочтительных примеров его осуществления, которые представлены на прилагаемых фигурах чертежей, где схематично изображено следующее.
фиг. 1а-1с - различные виды в разрезе первого варианта осуществления теплообменника;
фиг. 1d - деталь варианта уплотнения;
фиг. 2 - исполнение первого варианта осуществления изобретения;
фиг. 3a-3d - различные виды в разрезе второго варианта осуществления теплообменника;
фиг. 4a-4d - различные виды в разрезе третьего варианта осуществления теплообменника;
фиг. 5а-5b - варианты монтажа теплообменников;
фиг. 6а-6m - различные виды в разрезе четвертого варианта осуществления теплообменника;
фиг. 7a-7d - различные виды в разрезе пятого варианта осуществления теплообменника в разных положениях; фиг. 8 - многокаскадный сифон.
фиг. 9а-9b - распределительный элемент и питание теплообменника, который может работать в многокаскадном режиме;
фиг. 10 - теплообменник с перегораживающим элементом, выполненным на сливном желобе;
фиг. 11 - труба узла теплообменника;
фиг. 12а-12b - двустенные трубы;
фиг. 13 - поворотное соединение;
фиг. 14 - шестой вариант осуществления теплообменника;
фиг. 15а-15b - элемент соединения;
фиг. 16a-16d - двустенный элемент соединения;
фиг. 17a-17f - седьмой вариант осуществления теплообменника;
фиг. 18а-18с - восьмой вариант осуществления теплообменника;
фиг. 19а-19b - девятый вариант осуществления теплообменника с изогнутыми трубными участками;
фиг. 20 - трубы, расположенные точно друг над другом, и трубы, расположенные друг над другом со смещением;
фиг. 21 - чистящее устройство;
фиг. 22 - элемент соединения с оболочкой;
фиг. 23 - сливной желоб со спускным клапаном;
фиг. 24 - интеграция в имеющееся оборудование;
фиг. 25 - вариант осуществления с ровно проходящим уплотнением;
фиг. 26 - различные формы уплотнений;
фиг. 27 - дополнительный вариант осуществления узла теплообменника и дополнительный вариант осуществления перегораживающей крышки;
фиг. 28a-28d - детали перегораживающей крышки с фиг. 27;
фиг. 29а-29b - еще один элемент соединения;
фиг. 30а-30b - соответствующие поперечные разрезы; и
фиг. 31а-31b - элементы для демонтажа.
Ссылочные обозначения, использованные на чертежах, и их значение приведены в перечне ссылочных обозначений. В целом одинаковые части обозначены на фигурах чертежей одинаковыми ссылочными обозначениями.
Фигуры 1а-1с иллюстрируют различные виды в разрезе двух исполнений первого варианта осуществления теплообменника. В исполнении с фиг. 1b теплообменник 1 имеет одиночный узел 2 теплообменника, а в исполнении с фиг. 1с он имеет два узла 2 теплообменника. Последние соединены параллельно, поэтому поток свежей воды распределяется по двум узлам 2 теплообменника. В обоих исполнениях один или оба узла 2 теплообменника присоединены на первой элементе соединения 21 и втором элементе 22 соединения (элементы соединения могут быть в общем случае названы коллекторами). Первый элемент 21 соединения съемным образом присоединен на первом соединительном патрубке 31. Второй элемент 22 соединения съемным образом присоединен на втором соединительном патрубке 32. Узел или узлы 2 теплообменника расположены в сливном желобе 3 или просто желобе, и соединительные патрубки 31, 32 проходят через основание желоба 33. Через первый соединительный патрубок 31 и первый элемент 21 соединения узел (узлы) 2 теплообменника снабжаются свежей водой, при этом через второй элемент 22 соединения и второй соединительный патрубок 32 свежая вода из соответствующих узлов 2 теплообменника направляется непосредственно к потребителю, например, в душ или водопроводный кран, или же косвенно, через смеситель, в прямоточный аппарат нагрева, или бойлер, или другой подобный агрегат.
В первом элементе соединения 21 может содержаться запорный кран 312. На каждом из двух элементов 21, 22 соединения или соединительных патрубков 31, 32 может быть установлено по одному датчику 311, 321 температуры для измерения температуры свежей воды на входе и на выходе. Для измерения расхода свежей воды может быть установлен датчик 322 расхода. По расходу и температурам можно рассчитать рекуперированную в теплообменнике энергию. Альтернативно отдельные датчики или несколько таких датчиков могут быть установлены на соответствующих трубных секциях 24.
Каждый узел 2 теплообменника имеет несколько, в данном варианте осуществления - три прямых трубных секции 24, расположенных по вертикали друг над другом. В случае нечетного числа прямых трубных секций 24 два элемента 21, 22 соединения находятся на противоположных концах узла 2 теплообменника. Свежая вода последовательно протекает по прямым трубным секциям 24 узла 2 теплообменника, причем в каждом случае между двумя последовательными прямыми трубным секциями 24 присутствует отклоняющая секция 25. В варианте осуществления с фиг. 1а диаметр изгиба на отклоняющей секции 25 по существу равен расстоянию между трубами прямых трубных секций 24. Для получения столь малого скругления именно в том случае, когда трубы выполняются двустенными, отклоняющие секции изготавливают не путем гибки труб, а посредством соединения прямых трубных секций 24 с отдельно изготовленными двустенными отклоняющими трубами.
Сливной желоб 3 содержит основание 34 желоба с углублением 35, а также стенки 33 желоба, примыкающие к основанию 33 желоба. Углубление 35 направляет сточную воду к спускному патрубку 36, предназначенному для подключения к системе канализации. Как показано на фиг. 1с, спускной патрубок 36 может содержать выступающую сверху в спускной патрубок 36 стенку или спускной блок 361, который вместе с возвышением 362, расположенным после блока 361, если смотреть в направлении стока, формирует в стоке дополнительный сифон или сифонный затвор 37 желоба. Такой сифонный затвор 37 желоба может быть реализован и во всех других вариантах осуществления изобретения.
По отношению к углублению 35 основание 33 желоба можно рассматривать в качестве буртика. На этом буртике, т.е. на основании 33 желоба, в области вокруг углубления 35, в частности на плоской области основания 33 желоба, расположен перегораживающий элемент 4, который предотвращает затекание вытекающей сточной воды в углубление 35, так что в результате сточная вода подымается до высоты подъема. Таким образом, на нижней стороне сифона присутствует лишь одна плоскость уплотнения.
После превышения высоты подъема сточная вода перетекает через распределительный элемент 42. В распределительном элементе 42 присутствуют отверстия 43, распределяющие сточную воду по указанному по меньшей мере одному узлу 2 теплообменника. Таким образом, сточная вода распределяется над прямыми трубным секциями 24 и направляется по ним. В общем случае распределительные отверстия 43 представляют собой отверстия, имеющие линейное расположение в распределительном элементе 42. Однако распределительные отверстия 43 могут представлять собой и несколько прорезей, линейно расположенных друг за другом, или же одну длинную прорезь на один узел 2 теплообменника.
Распределительный элемент 42 может быть выполнен ка одно целое с перегораживающим элементом 4. Например, перегораживающий элемент 4 представляет собой открытый снизу резервуар, боковые стенки которого удерживают сточную воду, а его верхняя поверхность действует как распределительный элемент 42 и снабжена распределительными отверстиями 43.
Нижние края перегораживающего элемента 4 могут иметь уплотнение 41, чтобы уплотнять перегораживающий элемент 4 относительно основания 33 желоба. Альтернативно уплотнение 41 может быть прикреплено к основанию 33 желоба, а перегораживающий элемент 4 может быть наложен на уплотнение 41 или вставлен в паз уплотнения 41, например, как показано на фиг. 1d.
Между перегораживающим элементом 4 и стенкой 34 желоба присутствует желоб 45, в частности желоб, проходящий по периферии вокруг перегораживающего элемента 4 и узла 2 теплообменника.
Над перегораживающим элементом 4 и распределительным элементом 42 установлена крышка 5. Крышка 5, сходным образом, представляет собой открытый снизу резервуар. Ее боковые стенки, также называемые стенкой 51 крышки или стенкой сифона, выдаются внутрь области, в которой перегораживающий элемент 4 поднимает сточную воду. Таким образом, сточную воду принуждают течь наружу вокруг крышки 5 и стенки 51 крышки, затем внутрь под стенкой 51 крышки, а потом - вверх вдоль боковых стенок перегораживающего элемента 4, к распределительному элементу 42. Тем самым формируется сифон или сифонный затвор и в особенности прямой путь в начале течения сточной воды в теплообменник 1, причем это достигается без необходимости использования газонепроницаемых уплотнений (между газами канализации и окружающим воздухом).
Верхняя поверхность крышки 5 может быть расположена по существу вровень с плоскостью основания душевого желоба. Вокруг крышки 5, между крышкой 5 и верхним краем сливного желоба 3 появляется узкая сточная щель 53.
Во всех вариантах осуществления в сливном желобе 3 присутствует область Е притока, область S сифона и область А стока, через которые поочередно и в этой последовательности протекает сточная вода при работе теплообменника 1.
Фиг. 2 иллюстрирует исполнение первого варианта осуществления изобретения. В данном случае расположенное на крышке 5 покрытие 54 в одном или двух направлениях выполнено более широким и длинным, чем перегораживающий элемент 4 и узел 2 теплообменника. Сливной желоб 3 или нижележащее основание, окружающее сливной желоб 3, содержит область подачи, которая направляет в сливной желоб 3 и, следовательно, в сифон воду, текущую вокруг покрытия 54. Это позволяет изготовить теплообменник 1 стандартного размера, и адаптировать длину сточной щели 53, сформированной на краю покрытия, к душам различного размера, используя покрытия 54 разного размера.
Фиг. 3a-3d иллюстрируют различные виды в разрезе и исполнения второго варианта осуществления теплообменника. Большая часть элементов в функциональном отношении идентичны элементам с предыдущих фигур чертежей, поэтому их описание не повторяется, и раскрыты только отличия. Здесь отклоняющие секции 25 имеют диаметр больше, чем расстояние по вертикали между прямыми трубным секциями 24. По этой причине трубные секции 24 и отклоняющую секцию 25 можно изготовить из одних и тех же труб.
Это относится, например, к случаю когда трубы выполнены двустенными, и минимальный радиус изгиба этих труб, соответственно, велик.
Так как в области отклоняющих секций 25 в вертикальном направлении для них требуется больше пространства, и существует несколько отклоняющих секций 25, в узле 2 теплообменника отдельные отклоняющие секции 25 выведены из плоскости прямых трубных секций 24. Итак, отдельные отклоняющие секции 25, по меньшей мере частично, проходят в плоскости, параллельной плоскости прямых трубных секций 24 и других отклоняющих секций 25. Это проиллюстрировано на виде сверху с фиг. 3b, где показан одиночный узел 2 теплообменника.
На фиг. 3с и 3d показаны два узла 2 теплообменника в соответствии с фиг. 3а-3b, установленные параллельно друг другу в сливном желобе 3.
Кроме того, на фиг. 3d показан вариант, при котором трубы сплющены по вертикали, по меньшей мере на прямых участках 24 трубы. В результате они получают, например, овальное или эллиптическое поперечное сечение. Таким образом, в вертикальном направлении диаметр этих труб меньше, чем в горизонтальном направлении. Тем самым можно добиться уменьшения высоты узла 2 теплообменника. Разумеется, сплющенные таким образом трубы применимы во всех описанных вариантах осуществления изобретения и комбинированы с признаками этих вариантов.
Фиг. 4a-4d показывают различные виды в разрезе третьего варианта осуществления теплообменника. Большая часть элементов в функциональном отношении идентична элементам с предыдущих фигур чертежей, поэтому их описание не повторяется, и раскрыты только отличия. Представленный узел 2 теплообменника имеет в каждом случае несколько, в данном варианте осуществления - шесть прямых трубных секций 24 - расположенных вертикально друг над другом. В случае четного числа прямых трубных секций 24 два элемента 21, 22 соединения находятся на одном и том же конце узла 2 теплообменника. Как и во втором варианте осуществления, отклоняющие секции 25 имеют больший диаметр, чем расстояние по вертикали между прямыми трубным секциями 24, и отдельные отклоняющие секции 25 выведены из плоскости прямых трубных секций 24. Фиг. 4а иллюстрирует одиночный узел 2 теплообменника, при этом в одном исполнении варианта осуществления изобретения два узла 2 теплообменника расположены параллельно друг другу, аналогично варианту с фиг. 3b или 3с.
Фиг. 4d, наряду с уже описанными сплющенными трубами 23, иллюстрирует механический сифонный затвор 37 желоба. Этот затвор закрывает спускной патрубок 36 относительно системы канализации. Им можно управлять вручную, или же он может иметь механическую связь с перегораживающим элементом 4, так что сифонный затвор 37 желоба закрывается при поднятии или извлечении перегораживающего элемента 4.
Фиг. 5а-5b иллюстрируют основные варианты установки теплообменников. Фиг. 5а схематически показывает уже описанную установку в сточный желоб душевого желоба и присоединение спускного патрубка 36 к спускной трубе 363 к системе канализации. Фиг. 5b показывает комбинацию с дополнительным стоком 55, например, от ванны. Дополнительный сток 55 идет снаружи в сливной желоб 3, а именно, в область его сифона, то есть в область вне перегораживающего элемента 4. Таким образом, сточная вода, поданная через дополнительный сток 55, аналогичным образом проводится через сифон на распределительный элемент 42.
Фиг. 6a-6m иллюстрируют различные виды в разрезе четвертого варианта осуществления теплообменника. Большая часть элементов в функциональном отношении идентичны элементам с предыдущих фигур чертежей, поэтому полностью их описание не повторяется, и раскрыты, прежде всего, отличия. Здесь теплообменник 1 имеет два параллельно соединенных узла 2 теплообменника, которые на противоположных концах подсоединены на первом элементе 21 соединения и втором элементе 22 соединения.
Два соединительных патрубка 31, 32 состоят из двух частей: в каждом случае верхняя часть 31а, 32а и нижней часть 31b, 32b соединены друг с другом, в частности разъемным образом. Верхняя часть 31а, 32а находится по существу внутри сливного желоба 3 и может иметь двустенную конструкцию, нижняя же часть 31b, 32b находится по существу вне сливного желоба 3 и, как правило, не двустенная. Нижняя часть 31b, 32b может быть присоединена к соответствующей верхней части 31а, 32а с различными ориентациями, например, со смещением друг к другу на 90° или 180°. Это позволяет адаптировать ориентацию соединений с условиями установки.
Фиг. 6b и 6f, в частности, показывают следующее: элементы 21, 22 соединения съемным образом смонтированы на соединительных патрубках 31, 32 посредством замковых рычагов 314, 324. Например, чтобы соединить первый элемент 21 соединения с первым соединительным патрубком 31, первый замковый рычаг 314 поворачивают в сторону и помещают первый элемент 21 соединения на первый соединительный патрубок 31. При закрытии замкового рычага 314 его верхняя кулачковая поверхность взаимодействует с частью (или нажимным элементом) 315 первого элемента 21 соединения и, таким образом, прижимает первый элемент 21 соединения к первому соединительному патрубку 31. В конечном своем положении замковый рычаг 314 предпочтительно защелкивается или запирается. Тем самым первый элемент 21 соединения надежно прижат к первому соединительному патрубку 31 и можно реализовать герметичное соединение.
При открытии замкового рычага 314 его нижняя кулачковая поверхность отжимает первый элемент 21 соединения от первого соединительного патрубка 31. Тем самым аккуратно снимается защелочное или пазовое соединение, например, соединение с кольцами 213 круглого сечения.
Верхняя поверхность рычага как фиксирующего элемента имеет неровность или изгиб 315, который, когда узел 2 теплообменника находится под давлением, а первая элемент соединения 21 отжат вверх, затрудняет или блокирует открытие замкового рычага 314.
Запорный кран 312 содержит клапан, например, шаровой клапан, и орган управления, в данном случае рычаг. Этот запорный кран сформован и установлен так, что в своем закрытом положении замковый рычаг 314 блокируется до тех пор, пока открыт запорный кран 312. Замковый рычаг 314 можно открыть только тогда, когда рычаг запорного крана повернут в положение, в котором запорный кран 312 закрыт.
В других вариантах осуществления изобретения замковых рычагов нет, а элементы 21, 22 соединения закреплены на соединительных патрубках 31, 32, например, посредством винтов. Тогда для демонтажа узла 2 теплообменника необходимо ослабить эти винты.
Фиг. 6d и 6е, в частности, показывают следующее. Прямые трубные секции 24 и элементы 21, 22 выполнены двустенными. Соединительные патрубки 31, 32 также выполнены двустенными. Таким образом, промежуточное пространство 212 первого элемента 21 соединения соединено с промежуточным пространством 315 первого соединительного патрубка 31. Для уплотнения канала свежей воды и промежуточных пространств между первым элементом 21 соединения и первым соединительным патрубком 31 концентрически установлены кольца 213 круглого сечения. Двустенная труба 23 присоединена внешней трубой 23а к наружной части 21а первого элемента 21 соединения, а внутренней трубой 23b - к внутренней части 21b первого элемента 21 соединения. Промежуточное пространство трубы 23 (не показано на чертеже) соединено с промежуточным пространством 212 первого элемента 21 соединения. Наружная и внутренняя область 21а, 21b первого элемента 21 соединения соединены друг с другом посредством ребер (выступов). Ребра (выступы) имеют толщину, например, менее 2 миллиметров, в соответствии с требованиями законодательства в отношении теплообменников в области питьевой воды.
Смотровое отверстие 211, например, из прозрачного пластика или стекла, позволяет осматривать промежуточное пространство 212 и определять, находится ли в промежуточном пространстве 212 жидкость.
На фиг. 6g и 6h, помимо уже описанных элементов, показана пробка 7 для выборочного закрытия стока или самого спускного патрубка 36. Узлы 2 теплообменника расположены так, что между ними остается зазор, в котором установлена пробка 7. Пробку 7 можно приводить в действие вручную, и она может находиться, по меньшей мере, в двух разных положениях. В первом положении, которое предусмотрено для эксплуатации теплообменника 1, пробка 7 освобождает сток. Во втором положении, которое предусмотрено для химической чистки теплообменника 1, пробка 7 закрывает сток. В этом случае сливной желоб 3 можно наполнить водой. В воду можно добавить чистящее средство и/или удаления извести, с соответствующим результатом.
В обоих положениях пробка 7 может действовать как перелив, т.е. вода, перетекающая через верхний край пробки 7, течет через пробку 7 к стоку. При эксплуатации теплообменника 1 вода в этом случае сначала течет через переливное отверстие 44 распределительного элемента 42, а затем - через пробку 7. В пробке 7 могут быть установлены обратные клапаны, например, мембранные клапаны 77, которые позволяют воде вытечь, но предотвращают подъем канализационных газов. Это имеет значение только при чистке, поскольку при эксплуатации сток открыт в любом случае, и канализационные газы задерживаются сифоном.
В одном из вариантов осуществления изобретения пробка 7 выше во втором положении (то есть при закрытом стоке), чем в первом положении. В этом случае при монтаже перегораживающего элемента 4 и, соответственно, распределительного элемента 42, он может отжать пробку 7 вниз, в результате чего сток открывается. Это предотвращает ситуацию, когда сток остается по ошибке закрытым. Итак, вообще говоря, при монтаже перегораживающий элемент 4 перемещает пробку 7 в открытое положение.
Винты с накатанной головкой служат в качестве крепежных деталей 56, чтобы удерживать перегораживающий элемент 4 в нижнем положении, противодействуя плавучести, и обеспечить надежное уплотнение относительно основания 33 желоба посредством уплотнения 41. Эти крепежные детали могут быть закреплены на обоих элементах 21, 31 соединения.
Крепежные детали 56 могут действовать против пружины или сами иметь такую конструкцию, что при ослаблении крепежных деталей 56 перегораживающий элемент 4 немного поднимается, например, на несколько миллиметров. В результате желоб 45 опорожняется и может быть промыт с целью чистки.
Крышка 5 может иметь одно или более закрываемых отверстий. Благодаря этому можно осуществить следующий способ чистки узла 2 теплообменника. Через эти отверстия ниже перегораживающего элемента 4 впрыскивается чистящее средство в виде пены. По истечении времени действия пену смывают вместе с растворенными загрязнениями. Так как чистящее средство представляет собой пену, оно не течет через спускной патрубок 36, а может на протяжении всего времени действия воздействовать на трубы 23 и другие элементы узла 2 теплообменника. Этот способ в особенности подходит для удаления биопленки.
Дистанцирующие или опорные элементы 52 могут поддерживать крышку 5 на перегораживающем элементе 4 и, соответственно, распределительном элементе 42.
Фиг. 6i иллюстрирует вид в разрезе короткой стороны теплообменника 1.
На фиг. 6j и 6k в каждом случае показан вид сбоку теплообменника 1, причем снаружи видны только сливной желоб 3, наружные части соединительных патрубков и спускной патрубок 36.
На фиг. 6l показан вид на теплообменник 1 со снятой крышкой 5.
На фиг. 6m показан вид на теплообменник 1 с установленной крышкой 5.
Фиг. 7a-7d иллюстрируют пятый вариант осуществления теплообменника на виде в разрезе сверху (фиг. 7а), двух видах в разрезе сбоку на продольную сторону (фиг. 7с и 7d) с частично и полностью повернутым наружу узлом 2 теплообменника и виде сбоку в разрезе на узкую сторону (фиг. 7b). Здесь узел 2 теплообменника с возможностью вращения или поворота установлен со спиральным каналом. Такой поворотный механизм, разумеется, можно реализовать для узлов 2 теплообменника или пар узлов 2 теплообменника, как в других вариантах осуществления. Теплообменник 1 содержит соединительный узел 6, водонепроницаемый относительно остального сливного желоба 3. Подача свежей воды проходит с наружной стороны сливного желоба 3 в соединительный узел 6, а во внутренней области 61 соединительного узла 6 - через гибкие каналы 62 и два поворотных соединения 63 в узел 2 теплообменника. Оба поворотных соединения 63 установлены с возможностью вращения вокруг общей оси 64 поворота.
Трубы узла 2 теплообменника можно выполнить двустенными. В этом случае промежуточное пространство 23 с труб (см. фиг. 12а и 12b) находится в соединении с внутренней областью 61, так что проникающая протечка попадает во внутреннюю область 61 и становится заметной, например, через контрольное отверстие или смотровое окно. Просочившаяся вода становится видна непосредственно, или же может сдвигаться или перемещаться подвижный указатель, например, поплавок, так что при наличии просочившейся воды этот указатель становится виден через контрольное отверстие или смотровое окно.
На фиг. 8 показан многокаскадный сифон. Такой многокаскадный сифон можно комбинировать со всеми вариантами осуществления изобретения или же реализовать автономно в других применениях. Крышка 5 имеет не один, а два края 51а, 51b крышки. Они расположены один в другом, то есть, квази-концентрично друг относительно друга. Перегораживающий элемент 4 содержит по меньшей мере один периферийный первый или внутренний желоб 45а, который открыт сверху. Внутренний край 51а крышки проходит внутри первого желоба 45а. Наружный край 51b крышки проходит снаружи первого желоба 45а. Таким образом, вытекающая вода протекает под наружным краем 51b крышки, по краю первого желоба 45а, под внутренним краем 51а и по перегораживающему элементу 4. Уплотнение 41 может уплотнять первый желоб 45а относительно сливного желоба 3.
Таким образом, между внутренним желобом 45а и стенкой 34 желоба сформирован дополнительный или наружный желоб 45b. Альтернативно, как показано на фиг. 8, наружный желоб 45b также может быть частью перегораживающего элемента 4, и соответственно он может быть соединен с первым желобом 45а или сформирован вместе с ним. В этом случае в месте, которое обозначено как 41b, также может присутствовать уплотнение.
Фиг. 9а иллюстрирует поперечный разрез распределительного элемента 42, в котором присутствуют различные распределительные отверстия 43. Группа первых распределительных отверстий 43а расположена над первым узлом 2а теплообменника, а группа вторых распределительных отверстий 43b расположена над вторым узлом 2b теплообменника. Опционально над третьим узлом 2с теплообменника может быть расположена группа третьих распределительных отверстий 43с. Первые распределительные отверстия 43а находятся в углублениях, поэтому жидкость проходит через них перед вторыми распределительными отверстиями 43.
Вторые распределительные отверстия 43b выполнены без края или лишь с слегка поднятым краем, и жидкость проходит через них по существу только тогда, когда поток сточной воды превышает первый порог и становится настолько большим, что уже не может быть принят первыми распределительными отверстиями 43а. Аналогично, поднятый край имеют третьи распределительные отверстия 43с. Соответственно, жидкость проходит через них только тогда, когда поток сточной воды превышает еще более высокий порог.
Питание узлов теплообменника представлено схематично: через первый узел 2 теплообменника жидкость проходит всегда, второй узел 2b теплообменника питается через первый управляемый давлением клапан 245b и только тогда, когда расход свежей воды и, следовательно, также давление на входе клапана 245, превышает пороговое значение. Опционально аналогичным образом через второй управляемый давлением клапан 245с питается опциональный третий узел 2с теплообменника, причем только тогда, когда расход свежей воды превышает еще одно, более высокое пороговое значение.
Альтернативная форма распределительных отверстий 43 схематично представлена на фиг. 9b в разрезе, на котором показан только распределительный элемент 42. Первые распределительные отверстия 43а края не имеют. Вторые распределительные отверстия 43b имеют поднятый край, поэтому жидкость проходит через них по существу только тогда, когда поток сточной воды становится настолько большим, что он уже не может быть полностью принят первыми распределительными отверстиями 43а. Аналогично, третьи распределительные отверстия 43с имеют край, который еще поднят еще выше, и, соответственно, жидкость проходит через них только тогда, когда поток сточной воды превышает еще более высокий порог.
Дополнительно также могут присутствовать распределительные отверстия, через которые жидкость проходит только при еще более высоком расходе, например, имеющие еще более высокие края, чем края вторых распределительных отверстий 43b. Соответственно еще один узел 2 теплообменника питается через дополнительный управляемый давлением клапан, срабатывающий только при еще более высоком дополнительном пороговом значении давления.
Вместо управляемых давлением клапанов также применимы расходомер и управляемые клапаны (например, электрически, гидравлически, механически и т.д.), которые при превышении соответствующего порогового значения открываются, а при падении ниже другого порогового значения закрываются.
Фиг. 9а, аналогично фиг. 8, также показывает, что на перегораживающем элементе 4 может быть сформирован также один периферийный желоб 45 для сифона. При извлечении перегораживающего элемента 4 содержимое желоба 45 можно опорожнить в сливной желоб 3. Это исполнение перегораживающего элемента 4 можно комбинировать с другими описанными вариантами осуществления изобретения. Разумеется, разные группы распределительных отверстий 43 осуществимы также и с перегораживающим элементом 4 без сформированного на нем желоба 45, как в других вариантах осуществления.
На фиг. 10 показан периферийный желоб 45, который сформирован за счет того, что перегораживающий элемент 4 интегрально сформирован на сливном желобе 3 или жестко соединен ним. Распределительный элемент 42 помещен при этом на перегораживающий элемент 4, и его можно снять с перегораживающего элемента 4, чтобы почистить теплообменник 1. Между перегораживающим элементом 4 и распределительным элементом 42 могут быть установлены уплотнения 41. Чтобы обеспечить возможность опорожнения желоба 45 для чистки, можно предусмотреть съемную часть 46 перегораживающего элемента 4, опционально уплотненную посредством дополнительного уплотнения 41 относительно основания 33 желоба и перегораживающего элемента 4. Распределительный элемент 42 может быть закреплен на крышке 5, например, простым соединением, разъединяемым чисто механически, то есть без применения инструмента. Распределительный элемент 42 поднимается вместе с подъемом крышки 5, что делает демонтаж проще.
Фиг. 11 схематично иллюстрирует возможное прохождение трубы 23 узла 2 теплообменника. В этом случае также отсутствует идущая горизонтально дополнительная прямая трубная секция, и только первая отклоняющая секция 25а проходит между первой прямой трубной секцией 24а и второй прямой трубной секцией 24b, если смотреть вдоль труб теплообменника (то есть вдоль потока через трубы). Если же смотреть по вертикали (вдоль потока по трубам), две вышеописанные прямые трубные секции 24а, 24b не идут последовательно. Напротив, по вертикали реализован другой порядок: например, третья прямая трубная секция 24с, если смотреть вдоль труб (после второй отклоняющей секции 25b) идет вслед за второй прямой трубной секцией 24b, расположенной по вертикали между первой прямой трубной секцией 24а и второй прямой трубной секцией 24с. Отклоняющие секции 25, 25а, 25b выгнуты из плоскости прямых трубных секций 24а, 24b, 24с в противоположных направлениях наружу, в тех областях, где эти отклоняющие секции наложены на данной фигуре, для того чтобы пропустить друг друга.
На фиг. 12а-12b показаны двустенные трубы 23, каждая с внешней трубой 23а, внутренней трубой 23b и промежуточными пространствами 23 с. В варианте осуществления с фиг. 12а промежуточные пространства сформированы на внутренней трубе 23b, а в варианте осуществления с фиг. 12b - аналогичным образом, но на внешней трубе 23а. При этом промежуточные пространства могут быть сформированы посредством выемок или канавок или рифления. Альтернативно на одной из труб также могут быть выступающие ребра. Эти ребра могут быть сформированы на внутренней стороне внутренней трубы 23b. Они могут иметь закручивание. Это позволяет улучшить теплообмен между текущей в трубе средой, в данном случае свежей водой, и внутренней трубой 23b. Если, как на фиг. 12b, промежуточные пространства сформированы на наружной трубе 23а, то проще реализовать уплотнение внутренней трубы 23b в соединительном элементе, например, если использовать для этого уплотнительные кольца. Вместо ребер или дополнительно к ним на трубных секциях могут быть расположены препятствия потоку, которые создают турбулентности и тем самым улучшают теплообмен с внутренней трубой.
Фиг. 13 схематично иллюстрирует соединительный узел 6 с вращающимися элементами или поворотными соединениями 63. В данном случае поворотные соединения 63 представляют собой угловые патрубки. Внутри соединительного узла 6 соединения 63 подсоединены к подводу свежей воды или отводу свежей воды (не показано). Снаружи соединительного узла 6 соединения 63 подсоединены к по меньшей меру одному узлу 2 теплообменника. Оба поворотных соединения 63 установлены с возможностью вращения вокруг общей оси 64 поворота. Уплотнение поворотных соединений 63 можно осуществить путем установки их в концентрические уплотнения.
Поворотные соединения 63 могут быть выполнены с одной стенкой или, как здесь показано, двустенными, с внешними трубными стенками 63а и внутренними трубными стенками 63b, между которыми присутствуют промежуточные пространства (не показаны, но выполнены, например, как на фиг. 12а или 12b). Промежуточные пространства поворотных соединений 63 соединены с промежуточными пространствами 23с соединенных труб и промежуточными пространствами соединительного узла 6. Внутренняя конструкция двустенного соединительного узла 6 может быть аналогична конструкции двустенных элементов соединения.
Фиг. 14 иллюстрирует шестой вариант осуществления теплообменника. В этом случае каждая отклоняющая секция 25 проходит в горизонтальной или наклонной плоскости, а все прямые трубные секции 24 узла 2 теплообменника расположены друг над другом, в одной плоскости по вертикали (то есть, не в двух или более плоскостях). Каждая отклоняющая секция 25 проходит в области элементов 21, 22 соединения вокруг элементов 21, 22 соединения.
Фиг. 15а-15b иллюстрируют элемент 21, 22 соединения с интегрированными отклоняющими секциями 26. Эти отклоняющие секции применяют вместо отклоняющих секций, выполненных на трубе. Отклоняющие секции 26 выполнены в виде полых областей в элементе соединения. Трубные секции, в частности, горизонтальные трубные секции, в каждом случае могут быть вставлены в трубные вводы 30 элементов 21, 22 соединения и уплотнены. Элемент 21, 22 соединения с фиг. 15а-15b имеет одну стенку. Посредством крышки или дополнительной оболочки или колпака 74 (здесь показано, см. фиг. 17а-17е) из того же или другого материала, например, силикона, из этого можно сформировать двустенный элемент соединения. Элемент соединения можно отлить (сформовать) как одной целое из пластика или металла посредством разовой формы, или, как показано, как нескольких частей, с отклоняющей вставкой 27, которая может быть вставлена в остальной элемент соединения, так что обе части можно изготовить литейным способом без разовой формы. Отклоняющая вставка 27 может быть вставлена в двух положениях. В первом положении (как показано) переходный канал 26b отклоняющей вставки 27 соединяет нижний трубный ввод 30 с подводом свежей воды или отводом свежей воды посредством соединительных патрубков 31, 32 соответственно, а отклоняющие секции 26 соединяют попарно остальные трубные вводы 30, которые расположены выше. Во втором, повернутом положении (на чертеже не показано) переходный канал 26b отклоняющей вставки 27 соединяет верхний трубный ввод 30 с соединительным патрубком 31, 32, а отклоняющие секции 26 соединяют оставшиеся трубные вводы 30, проходящие выше, один к другому, в каждом случае попарно. Данный элемент соединения предназначен для пяти горизонтальных трубных секций 24, однако аналогичным образом его можно выполнить и для трех или другого, в частности, нечетного количества трубных секций 24.
Фиг. 16a-16d иллюстрируют двустенный элемент 21, 22 соединения. Соответственно трубные вводы 30 предназначены под прием двустенных трубных секций 24. Для этого они могут содержать пазы 30а под уплотнительные кольца для внешней трубы 23а и внутренней трубы 23b. Промежуточное пространство 23с вставленной трубы 23 (см. фиг. 12а или 12b) через соединительные отверстия 212а соединено с промежуточным пространством 212 элемента 21, 22 соединения. Элемент соединения можно отлить или инжектировать из пластика или металла с помощью разовой формы. Элемент соединения можно изготовить и только с одной стенкой, например, из металла, и снабдить оболочкой, например, из пластика, в частности, силикона.
Приемная часть 56b для крепежных деталей, например, позволяет принять винт или элемент байонетного запора для крепления одного или более дополнительных элементов, например, перегораживающего элемента, перегораживающего желоба или перегораживающей крышки.
Элемент 21, 22 соединения может соединяться с соединительными патрубками 31, 32, в частности, вставляться в них, причем на элементах 21, 22 соединения или соединительных патрубках 31, 32 могут присутствовать пазы под уплотнительные кольца. Участок соединительного патрубка 31, 32 заходит в элемент 21, 22 соединения, причем крепежные отверстия 28 эти двух элементов выровнены так, что через крепежные отверстия 28 можно вставить штифт 28b в качестве фиксатора, посредством которого элементы 21, 22 соединения защищены от извлечения. Как здесь показано, в собранном состоянии крепежные отверстия 28 находятся внутри элементов 21, 22 соединения, чем достигается компактная конструкция, которую легко чистить - в отличие от фиксаторов, расположенных снаружи элементов 21, 22 соединения в сливном желобе 3. Фиксаторы можно вставлять или извлекать через смотровое отверстие 211. Смотровое отверстие 211 может быть открыто или закрыто прозрачной или непрозрачной крышкой.
Штифт 28b может быть ступенчатым. Если свежая вода находится под давлением, то действует сила, выталкивающая элемент 21, 22 соединения из соединительного патрубка 31, 32. Из-за этого элемент 21, 22 соединения немного выдвигается из соединительного патрубка 31, 32, пока не дойдет до штифта 28b. В этом случае уступ (плечико) штифта 28b не дает штифту 28b выйти пока свежая вода находится под давлением.
Соединительный патрубок 31, 32 можно провести изнутри через стенку 34 желоба и посредством гайки на наружной резьбе 315 соединительного патрубка 31, 32 неподвижно привинтить снаружи на стенку 34 желоба.
Внутри соединительных патрубков 31, 32 может присутствовать полость 29 патрубка, расположенная в потоке жидкости между элементом 21, 22 соединения и подводом 38 свежей воды или отводом 39 свежей воды. Если элемент 21, 22 соединения снят с соединительного патрубка 31, 32, то полость 29 патрубка доступна изнутри сливного желоба 3. Полость 29 может вмещать такие элементы как фильтр, клапан или запорный кран. Таким образом, эти элементы доступны изнутри сливного желоба 3 и могут заменяться и обслуживаться. Они находятся в области, в которой просочившаяся вода течет в сливной желоб 3. По этой причине применимы детали с менее высокими требованиями в отношении устойчивости к протечкам.
Показанный двустенный элемент соединения предназначен для трех горизонтальных трубных секций 24, однако аналогичным образом его можно выполнить и для пяти или другого, в частности, нечетного количества трубных секций 24.
Фиг. 17a-17f иллюстрируют седьмой вариант осуществления теплообменника 1. Он содержит: сливной желоб 3 со спускным патрубком 36. В сливной, желоб 3 вставлен перегораживающий желоб 7, а в перегораживающий желоб - узел 2 теплообменника с трубными секциями 24 и элементами 21, 22 соединения. Элементы 21, 22 соединения вместе с интегрированными отклоняющими секциями 26 можно выполнить с одной или двумя стенками, то есть, например, как в вариантах с фиг. 15а-15b и 16a-16d.
Трубные секции 24 проходят внутри перегораживающего желоба 7, а элементы 21, 22 соединения расположены в концевых крышках 74, формирующих водонепроницаемую оболочку вокруг элементов 21, 22 соединения и, таким образом, вносят вклад в двустенное уплотнение между свежей водой и сточной водой, что особенно полезно, если элементы 21, 22 соединения имеют лишь одиночную стенку.
Элементы 21, 22 соединения присоединены к подводу и отводу свежей воды посредством соединительных патрубков 31, 32 (обозначены пунктиром) соответственно. В каждом случае они проходят через стенки перегораживающего желоба 7 и сливного желоба 3. В непоказанном варианте осуществления изобретения эти соединения проходят через основание перегораживающего желоба 7 и сливного желоба 3.
Элементы 21, 22 соединения разъемно соединены в каждом случае с соединительными патрубками 31, 32, в частности, посредством соединения, создаваемого и разъединяемого без использования инструмента (это относится также к стоку 73 перегораживающего желоба и спускному патрубку 36, где это соединение не находится под давлением). Таким образом, перегораживающий желоб 7 вместе с установленным в нем узлом 2 теплообменника можно извлекать из сливного желоба 3 после разъединения этих соединений, с последующей чисткой и обслуживанием.
Перегораживающий желоб 7 имеет сифонное отверстие 71 для входа сточной воды, расположенное в нижней области перегораживающего желоба 7, а также сток 73 перегораживающего желоба. В нормальном режиме теплообменника 1 сточная вода вытекает из сливного желоба 3 через сифонное отверстие 71, причем боковая стенка перегораживающего желоба 7 действует, как стенка сифона. Таким образом, сточная вода должна протекать под этой стенкой сифона. Затем сточная вода течет по распределительному элементу 42, который в этом варианте осуществления содержит горизонтальный край, до которого поднимается сточная вода, текущая через сифонное отверстие 71. Соединенная с горизонтальным краем распределительная поверхность 75 направляет сточную воду, текущую через горизонтальный край, по краю 76 стока и трубным 24 секциям узла теплообменника. Сточная вода собирается в самом низу в перегораживающем желобе 7 и через сток 73 перегораживающего желоба течет в спускной патрубок 36 сливного желоба 3.
Разумеется, спускной патрубок 36, сток 73 перегораживающего желоба и внутренняя часть перегораживающего желоба 7 уплотнены относительно остального сливного желоба 3, поэтому в нормальном режиме сточная вода изнутри перегораживающего желоба 7, после протекания по трубным секциям 24, не попадает в сливной желоб 3, а сточная вода из сливного желоба 3 достигает только трубных секций 24 через сифонное отверстие 71 и распределительный элемент 42.
Внутренняя часть перегораживающего желоба 7 посредством стока 73 перегораживающего желоба и спускного патрубка 36 выходит канализацию. Поэтому относительно окружающей среды внутренняя часть закрыта непроницаемой для запахов крышкой 72 перегораживающего желоба. Над крышкой 72 перегораживающего желоба можно установить крышку 5, или же скомбинировать крышку 5 с крышкой 72 перегораживающего желоба.
Фиг. 18а-18 с иллюстрируют восьмой вариант осуществления теплообменника. Он содержит: сливной желоб 3 со спускным патрубком 36. В сливной желоб 3 вставлен узел 2 теплообменника с трубными секциями 24 и элементами 21, 22 соединения. Элементы 21, 22 соединения с интегрированными отклоняющими секциями 26 можно выполнить с одной стенкой или двустенными, например, как в вариантах с фиг. 15а-15b и 16a-16d.
Трубные секции 24 проходят внутри сливного желоба 3. Элементы 21, 22 соединения можно выполнить двустенными или с одной стенкой, или же с одной стенкой и оболочкой.
Узел теплообменника соединен с подводом и отводом свежей воды посредством элементов 21, 22 соединения и соединительных патрубков (не показаны). В каждом случае они проходят через стенки и сливного желоба 3. В непоказанном варианте осуществления изобретения эти соединения проходят через основание сливного желоба 3.
Элементы 21, 22 соединения разъемно соединены каждый с соединительными патрубками 31, 32, в частности, посредством соединения, создаваемого и разъединяемого без использования инструмента. Таким образом, после разъединения этих соединений узел 2 теплообменника можно извлекать из сливного желоба 3, с последующей чисткой и обслуживанием. Соединение может быть застопорено, например, например, таким фиксатором как скоба или штифт 28b, проведенный через отверстие или паз от одного из элементов 21, 22 соединения, а также соответствующего соединительного патрубка 31, 32. Это соединение также можно выполнить и так, что фиксатор нельзя разблокировать пока свежая вода находится под давлением. Рычаг в качестве фиксатора также может реализовать одну или более функций рычага как показано на фиг. 6b и 6f, то есть, в частности, отодвигать элемент соединения от соответствующего соединительного патрубка при открывании рычага и/или защелкивание рычага, и/или взаимодействие с рычагом запорного крана.
Теплообменник 1 содержит перегораживающую крышку 8, которая отделяет воздушное пространство вокруг узла 2 теплообменника и спускного патрубка 36, называемое также областью стока, от остальной области сливного желоба 3, и дает потоку сточной воды выйти из этой области в область под перегораживающей крышкой 8, только через сифон. Сифон сформирован стенкой 81 сифона перегораживающей крышки 8. Таким образом, сточная вода также должна течь под стенкой 81 сифона, через отверстие 71 сифона между стенкой 81 сифона и перегораживающим элементом 4. Затем сточная вода течет по распределительному элементу 42, который в этом варианте осуществления имеет горизонтальный край, до которого поднимается сточная вода, текущая через сифонное отверстие 81. Соединенная с горизонтальным краем распределительная поверхность 75 направляет сточную воду, текущую через горизонтальный край, по трубным 24 секциям узла теплообменника. Сточная вода собирается в самом низу в перегораживающем желобе 3 и течет через спускной патрубок 36 сливного желоба 3.
Спускной патрубок 36 и область под перегораживающей крышкой 8 уплотнены относительно остальной части сливного желоба 3, например, посредством периферийного уплотнения 41 между перегораживающей крышкой 8 и сливным желобом 3. Тем самым обеспечено, что в нормальном режиме сточная вода из области под перегораживающей крышкой 8, после протекания по трубным секциям 24, не попадает в остальную часть сливного желоба 3, и сточная вода из остальной части сливного желоба 3 только доходит до трубных секций 24 через сифонное отверстие 71 и распределительный элемент 42.
Уплотнение 41 между перегораживающей крышкой 8 и сливным желобом 3 проходит непрерывно сначала вдоль первого, горизонтального участка 41а вдоль основания 33 желоба, затем переходит во второй, вертикальный участок 41b, вдоль стенки 34 желоба, третий, горизонтальный участок 41 с вдоль стенки 34 желоба и четвертый, вертикальный участок, вдоль стенки 34 желоба, назад к первому участку.
Сливной желоб 3 может иметь такую форму, что в поперечном сечении область перехода между стенкой 34 желоба и дном 33 желоба имеет форму сегмента круга. Это упрощает уплотнение. Переходные области 41 и уплотнения 41 между первым и вторым, а также между четвертым и первым участком уплотнения 41 сформированы, по меньшей мере приблизительно, согласно последовательности двух дуг окружности (одной вертикальной, одной горизонтальной) или отрезку эллипса, в соответствии с формой переходной области сливного желоба 3.
Уплотнение 41 формирует сифонный затвор между спускным патрубком 36 и окружением теплообменника 1.
Стенка 81 сифона в каждом случае может иметь разное расстояние до стенки 34 желоба в различных местах вдоль узла теплообменника. Расстояние от стенки 81 сифона до перегораживающего элемента 4 может быть меньше в тех местах, где больше расстояние стенки 81 сифона до стенки 34 желоба, и наоборот. Тем самым можно обеспечить возможность прохождения через сифон объекта определенного размера (например, шарика), согласно требованиям законодательства. Объект может пройти первый участок сифона, ведущий вниз, по меньшей мере в области, где больше расстояние между стенкой желоба 34 и стенкой 81 сифона, и может пройти второй участок сифона, идущий снова вверх, по меньшей мере в той области, где больше расстояние между перегораживающим элементом 4 и стенкой 81 сифона.
Поскольку перегораживающая крышка 8 уплотнена, с одной стороны, относительно стенки 34 желоба, а с другой стороны - относительно основания 33 желоба, можно выполнить крепежные элементы и соответствующие приемные части 56b для крепежных элементов так, чтобы они наклонно притягивали перегораживающую крышку 8 к основанию 33 желоба и стенке 34 желоба. Например, применимы наклонные приемные части 56b для крепежных элементов как показаны на фиг. 16a-16d. В эти или другие приемные части можно вставить винты или байонетные запоры. Они могут содержать рычаги, которые выступают в незаблокированном состоянии и препятствует закрытию крышки 5.
Фиг. 19a-19b иллюстрируют узел 2 теплообменника, в котором трубные секции 24 изогнуты. Трубные секции 24 в каждом случае следуют сегменту круга. Элементы 21, 22 соединения выполнены отдельно, однако в другом варианте могут быть скомбинированы так, что это будет один элемент соединения, в котором реализованы все отклоняющие элементы. Также могут быть предусмотрены отклоняющие элементы, которые ведут канал пресной воды (если смотреть сверху) дальше по существу в том же направлении, но на другой плоскости, вместо отклоняющих элементов, которые осуществляют отклонение примерно на 180°. Для этого внутри элемента 21 соединения эти отклоняющие элементы могут иметь S-образную конфигурацию. Как описано выше в контексте других вариантов элементов соединения, этот элемент соединения 21 также осуществим с одной или двумя стенками и из разных материалов или комбинаций материалов.
Во других вариантах осуществления, в которых спускной патрубок 36 отведен по горизонтали, он также может отводиться по вертикали через основание 33 желоба или диагонально через основание 33 желоба и/или стенку 34 желоба. Могут присутствовать несколько спускных патрубков.
На фиг. 20 в середине и справа показаны горизонтальные трубные секции 24, которые расположены друг над другом и со смещением друг к другу в горизонтальном направлении. Тем самым можно получить меньшую высоту конструкции по сравнению с расположением слева (в котором трубные секции расположены вертикально по существу друг над другом). Тем не менее, обеспечен хороший ток по трубным секциям 24, посредством распределения текущей вниз пленки воды по обеим сторонам трубных секций 24 вследствие адгезии и когезии.
В случае расположения, показанного справа на фиг. 20, вода протекает через одну за другой трубные секции 24, если смотреть в вертикальном направления. В данном примере трубные секции 24 образуют ряд из трех и смещенный ряд из двух трубных секций 24. Трубные секции в одном из этих рядов расположены по вертикали по существу друг над другом. Эти два ряда могут содержать четыре и три или пять и четыре трубных секций 24, или же в обоих рядах может быть одинаковое число трубных секций. Такие расположения со смещенными рядами трубных секций 24 применимы, например, в вариантах с фиг. 17-19. Таким образом, распределительный элемент 42 после перелива может содержать в распределительной поверхности 75 ряд распределительных отверстий 43, где распределительные отверстия 43 расположены над одним рядом трубных секций 24, а край 76 стока - над другим рядом трубных секций 24. Аналогичным образом также могут присутствовать дополнительные ряды трубных секций.
Фиг. 21 иллюстрирует чистящее устройство 85 для чистки нескольких расположенных друг над другом трубных секций 24. Чистящее устройство 85 содержит две ветви 86, которые, начиная с базового или удерживающего элемента 87, проходят по существу параллельно друг другу в одном направлении. Эти ветви можно прикрепить на набор трубных секций 24, так чтоб они их окружали. Ветви 86 могут обладать упругостью, и сниматься с трубных секций 24 путем небольшого отгибания, поэтому они являются сменными. Ветви 86 могут быть выполнены с механическими чистящими элементы, например, щетками, скребками или полосой шершавого материала. Они могут, например, вручную перемещаться вдоль ряда трубных секций 24 и тем самым механически очищать трубные секции 24. На внутренние поверхности чистящего устройства 85, контактирующие с трубным секциями 24, можно нанести чистящее средство и/или пропитать чистящим средством чистящие элементы. Может также присутствовать резервуар с запасом чистящего средства, которое течет к чистящим элементам, например, вследствие эффекта капиллярности. Чистящее устройство можно заменить в случае, если чистящее средство израсходовано. Здесь удерживающий элемент 87 проходит вертикально, однако он может идти и горизонтально или диагонально и иметь захват или другую эргономичную часть для ручного привода. Кроме того, чистящее устройство 85 может служить для разделения в пространстве трубных секций 24 при транспортировке и/или эксплуатации теплообменника 1.
Фиг. 22 показывает элемент 21, 32 соединения, например, из металла, с оболочкой 214 из эластичного пластика. В элемент 21, 32 соединения вставлены трубные секции 24, с первым разделением между областями теплообменника 1, проводящим свежую воду, и областями теплообменника 1, проводящими сточную воду, причем эти области уплотнены кольцами 219 круглого сечения. Оболочка 214 формирует второе, наружное разделение. Оболочка 214 с фиг. 23 в отдельных областях плотно опирается на элемент 21, 31 соединения, а в других областях находится от него на расстоянии. Элемент соединения 21, 31 например, в области рядом с отклоняющими секциями 26 для подвода или отвода имеет фланцевую часть 218, посредством которой элемент соединения 21, 31 смонтирован на соответствующем соединительном патрубке 31. Рядом с этой фланцевой частью 218 оболочка 214 формирует колпак и полость. Оболочка может содержать смотровое отверстие 211 с крышкой 217. Крышка 217 может быть изготовлена из прозрачного материала.
Оболочка 214 может образовывать одну или более уплотнительных областей:
- первая уплотнительная область между элементом 21, 31 соединения и стенкой 34 желоба;
- вторая уплотнительная область 214b между элементом 21, 31 соединения и вставленной в него трубной секцией 24;
- третья уплотнительная область 214 с между элементом 21, 31 соединения и крышкой 217 смотрового отверстия 211, вставленной в элемент 21, 31 соединения; и/или
- четвертая уплотнительная область 214d между элементом 21, 31 соединения и лежащей на элементе 21, 31 соединения крышкой, в частности, перегораживающей крышкой 8, причем в крышке присутствует отверстие, и посредством этой уплотнительной области отверстие уплотнено относительно области вокруг элемента соединения; если используется четвертая уплотнительная область слева от смотрового отверстия 211 214d, как показано нас фиг. 22, она опирается на обозначенную пунктиром часть элемента 21 соединения, 32 и может прижиматься к ней.
В промежуточную область между оболочкой 214 и элементом соединения можно ввести материал 215, который при впитывании воды меняет свой цвет. Если оболочка прозрачна или полупрозрачна, цвет материала 215 виден через оболочку 214, и можно визуально определить наличие жидкости и, следовательно, протечки.
Альтернативно или дополнительно в промежуточной области могут присутствовать один или более поплавков в качестве индикаторных элементов 216. Они легче воды и вытесняются вверх, если в промежуточной области присутствует просочившаяся вода. Поплавки 216 могут представлять собой гранулы или несколько шариков или других тел. При этом может присутствовать и только один поплавок. Общим для них является то, что при появлении просочившейся воды они поднимаются вверх и становятся видны через смотровое отверстие 211 или прозрачную оболочку 214, указывая тем самым на наличие протечки.
Фиг. 23 иллюстрирует сливной желоб 3 и расположенный в нем спускной клапан 9 душа. Сливной желоб 3 задерживает сточную воду из соответствующего душевого желоба, при этом теплообменник 1, установленный в сливном желобе 3, нагревает свежую воду для применения в душе. Спускной клапан 9, когда душ не эксплуатируется, позволяет опорожнить канал 92 к душу. Опорожнение может происходить автоматически, например, когда поток свежей воды выключен или не находится под давлением. Опорожнение канала 92 в сливной желоб 3 происходит, например, через сливной патрубок 91. Спускной клапан 9 можно установить между отводом 39 свежей воды теплообменника 1 и каналом 92 к душу. Альтернативно спускной клапан 9 можно установить между наружным подводом 90 свежей воды к теплообменнику 1 и подводом свежей воды 38 теплообменника 1 (показано пунктиром).
Фиг. 24 показывает, какие элементы, помимо вышеупомянутых, таких как теплообменник 1, можно интегрировать в существующее оборудование. Для этого применяется модуль 94 расширения, присоединяемый к существующим соединениям 93 холодной и горячей воды. Модуль 94 расширения можно смонтировать на существующей стене, поэтому для прокладки каналов не нужно вскрывать стену. Подвод 90 свежей воды от соединения холодной воды проведен внутри модуля 94 расширения, по меньшей мере частично, к теплообменнику 1, при этом канал 92, по меньшей мере частично, проведен от теплообменника 1 к душу или смесителю 95. Смеситель 95 может смешивать воду из отвода 39 свежей воды теплообменника 1 с водой из соединения горячей воды.
В одном из вариантов осуществления модуль 94 расширения покрывает те участки каналов к теплообменнику и от него, что проходят по вертикали вдоль стены, или содержит их. Модуль 94 расширения может покрывать существующие соединения 93 холодной и горячей воды. Модуль 94 расширения может покрывать или содержать смеситель 95 и, по меньшей мере, один участок канала к душу или другому выпуску.
В одном из вариантов осуществления присутствует только соединение холодной воды, а модуль расширения содержит локальный водонагреватель, в частности электрический водонагреватель.
В одном из вариантов осуществления модуль расширения содержит средства измерения, в частности средство измерения температуры и расхода, с помощью которых можно определять потребление воды и/или энергии, а также КПД теплообменника, и, опционально, отображать пользователю.
Фиг. 25 иллюстрирует один из вариантов осуществления, в котором периферийное уплотнение 41 проходит между перегораживающей крышкой 8 и сливным желобом 3, вдоль соответствующей плоскости. Это позволяет осуществить особенно надежное уплотнение. Плоскость, по которой проходит уплотнение 41, наклонена под углом, например, между 30° до 80°, в частности приблизительно 60° к горизонтали (в положении установки теплообменника). Сходным образом, уплотнение 41 лежит на поверхности сливного желоба 3, которая проходит в этой плоскости. Эта поверхность может быть выполнена в виде выступа или уплотнительного выступа 47 на основании желоба 33 и на одной из стенок 34 желоба. Поверхность (обозначена пунктиром) в области перехода между этими двумя элементами может быть сформирована на торцевых стенках желоба или, начинаясь от торцевых стенок желоба, идти внутрь сливного желоба.
Фиг. 26 иллюстрирует следующие различные формы уплотнений, в нисходящей последовательности:
- уплотнение с U-образным профилем; такое уплотнение также показано на фиг. 18а и 18 с; уплотнение посредством паза надето на край металлического листа; в этом уплотнении прижимная сила для уплотнения проходит в плоскости металлического листа, на край которого надето уплотнение,
- уплотнение с е-образным профилем; это уплотнение посредством паза надето на край металлического листа. В этом уплотнении прижимная сила для уплотнения проходит перпендикулярно плоскости металлического листа, на край которого надето уплотнение; такая форма уплотнения имеет преимущество в возможности простым способом реализовать изогнутую конфигурацию уплотнения в плоскости за счет конфигурации края металлического листа; это можно легко и точно реализовать, например, путем лазерной резки; в случае уплотнения с о-образным профилем для реализации такой конфигурации требуется гибка металлического листа, а это труднее,
- вспененное уплотнение в однослойном и многослойном варианте; в этом уплотнении прижимная сила для уплотнения проходит перпендикулярно плоскости металлического листа, на которой нанесено, т.е. вспенено уплотнение; уплотнение может быть из полиуретана или силикона и нанесено инжектированием, в частности, с получением уплотнения по месту по технологии FIPFG; это позволяет реализовать малые радиусы изгиба и компактную конструкцию.
Фиг. 27, с пространственным разделением деталей, иллюстрирует еще один вариант осуществления узла 2 теплообменника, с первым элементом 21 соединения и вторым элементом 22 соединения, которые могут быть съемно смонтированы на первом и, соответственно, втором соединительном патрубке 31, 32, а также несколько трубных секций 24, которые, в частности, могут быть двустенными. В качестве фиксаторов для монтажа предусмотрены болты или штифты 28b. Для фиксации их можно ввести через отверстие или углубление 221 в элементе 21, 22 соединения и соответствующее отверстие 321 в соответствующем соединительном патрубке 31, 32, аналогично варианту с фиг. 18а.
Элементы 21, 22 соединения могут быть заключены в первую оболочку 214 и, соответственно, вторую оболочку 224, которая, как и в варианте с фиг. 22, формирует второе разделение между свежей водой и сточной водой. Колпачок 28 с предназначен для закрытия смотрового отверстия 211 соответствующей оболочки.
Узел 2 теплообменника можно смонтировать в сливном желобе, как в вариантах с фиг. 15-18. При этом, аналогично варианту с фиг. 18, он может быть покрыт перегораживающей крышкой 8, которая отделяет область вокруг узла 2 теплообменника от остальных областей сливного желоба 3 и уплотняет ее посредством уплотнения 41.
Фиг. 28a-28d иллюстрируют детали перегораживающей крышки 8 (см. фиг. 27), причем эту крышку можно комбинировать и с вариантом узла 2 теплообменника, отличающимся от варианта с фиг. 27. Перегораживающая крышка 8 содержит по существу те же функциональные элементы, что и крышка с фиг. 18, в частности, стенку 81 сифона, отверстие 71 сифона, перегораживающий элемент 4 и распределительный элемент 42. При этом перегораживающую крышку 8, в частности, названные детали можно сформировать из одного металлического листа посредством операций гибки, не прибегая к операциям глубокой вытяжки. Фиг. 28а представляет собой вид снизу, фиг. 28b - вид со стороны области Е притока, то есть, в направлении стенки 81 сифона. Фиг. 28с и 28d представляют собой разрезы по А-А и В-В с фиг. 28b. Помимо вышеназванных деталей здесь видно сливное отверстие 78. Это отверстие под перегораживающей крышкой 8, идущее к спускному патрубку 36. Вдоль края сливного отверстия 78 может быть установлено уплотнение 41 для уплотнения перегораживающей крышки 8 относительно сливного желоба 3 (показано только на фиг. 27). С верхней стороны перегораживающей крышки 8 присутствуют отверстия 83 под приемные крепежные детали, например, для байонетных или резьбовых соединений для крепления перегораживающей крышки к соединительным деталям 21, 22. На торцевых боковых стенках перегораживающей крышки 8 расположены направляющие элементы или направляющие пластины 82. Они опираются на соответствующие направляющие выступы 82b элементов 21, 22 соединения и тем самым стабилизируют положение перегораживающей крышки и выравнивают прижимную силу уплотнения 41 по ее ходу.
Фиг. 29a-29b иллюстрируют элемент 21 соединения узла теплообменника с фиг. 27. Большинство элементов аналогичны тем, что показаны на фиг. 16 и 22. Важно отметить приемную часть 56b под крепежные детали 56 для крепления перегораживающего элемента, перегораживающий желоб или перегораживающую крышку в соответствии с фиг. 16 и оболочку 214 для формирования второго, наружного разделения между свежей водой и сточной водой в соответствии с фиг. 22.
Отличие же состоит в фиксации элемента 21 соединения на соединительном патрубке 31, контрольном или смотровом отверстии 211, а также элементах 220 для демонтажа.
На фиг. 30а-30b представлены поперечные разрезы элемента 21 соединения и соединительного патрубка 31 с фиг. 29 с перегораживающей крышкой 8, смонтированной на элементе соединения. На фиг. 30а, кроме того, показан сливной желоб 3. На фиг. 30а хорошо видно как перегораживающая крышка закреплена на приемной части 56b элемента 21 соединения посредством крепежной детали 56, в данном случае - байонетным запором. Тем самым периферийное уплотнение 41 прижимается к стенке 34 желоба и основанию 33 желоба, уплотняя область А стока относительно области Е притока. На фиг. 30b показана фиксация элемента 21 соединения на соединительном патрубке 31 посредством фиксатора. Уже упомянутые в качестве фиксаторов болты или штифты 28b могут иметь уступы, как показано на фиг. 16d, так что их можно удалить (в частности, легко) только тогда, когда канал свежей воды не находится под давлением. Колпачок 28 с закрывает то же отверстие или смотровое отверстие 211, через которое фиксаторы можно монтировать или демонтировать. Кроме того, колпачок 28 с позволяет контролировать, есть ли вода в промежуточном пространстве 212 элемента 21 соединения. Колпачок 28с может удерживаться на фиксаторе 28b или на оболочке 214, или на обоих этих элементах, так что его можно плотно насадить и снять. Показанные на чертежах колпачок 28с и крепежный элемент 28b сформированы как одна деталь.
Альтернативно или дополнительно оболочка 214 может содержать клапан, который открывается при избыточном давлении и через который может выйти вода, присутствующая в промежуточном пространстве 212. Клапан можно выполнить как часть оболочки 214, например, как клапана типа "утиный нос".
Фиг. 31а-31b иллюстрируют элементы для демонтажа и их применение. Элементы для демонтажа реализованы в виде формованных элементов 220 на элементе 21 соединения и/или формованных элементов 320 на соединительном патрубке 31, между которыми можно ввести инструмент 330, посредством которого можно отвести друг от друга элемент 21 соединения и соединительный патрубок 31. Примером такого инструмента является показанная на чертежах отвертка. Пространство между элементом 21 соединения и соединительным патрубком 31, сформированное указанными формованными элементами 220, 320, в смонтированном состоянии узла теплообменника имеет, с одной стороны, заданный минимальный размер или ширину раскрытия, а с другой стороны - заданный упор или глубину. Это позволяет уверенно вводить инструмент и приводить его в действие без повреждения деталей. Минимальный размер или ширина раскрытия составляет, например 5 мм * 3 мм, глубина - не менее 5 мм. Фиг. 31а иллюстрирует последовательность следующих этапов демонтажа:
- снятие колпачка 28с со смотрового отверстия 211; опционально, контроль наличия воды в промежуточном пространстве; одновременно со снятием колпачка 28с (в случае одностенной конструкции) или после этого, снятие фиксатора 28b;
- ввод инструмента 330 через смотровое отверстие 211 и приведение в действие, в частности, вращение инструмента между элементом соединения 21 и соединительным патрубком 31, чтобы раздвинуть их, в частности путем проведения инструмента между формованными элементами (выступами) 220, 320 и нажатия на формованные элементы для раздвигания.
Фиг. 31b показывает взаимное положение элемента 21 соединения и соединительного патрубка 31, без показа оболочки 214, так чтобы визуализировать взаимное положение формированных элементов 220, 320. С этой целью см. также фиг. 30а.