CZ26629U1 - Koupelnový deskový výměník - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká koupelnového deskového výměníku, jehož řešení má uplatnění při instalaci sprchových případně vanových boxů se sprchou, určených pro očistu lidí v domácnostech, ale i veřejných sprchách instalovaných u koupališť, posiloven a dalších veřejných míst sloužících k očistě, vytvářející úspory při spotřebě teplé vody.

Dosavadní stav techniky

Vytvářet úspory teplé vody při hygienické očistě je sledovaný dlouhodobý směr, který se týká každého z nás zvláště proto, že teplá voda užívaná k sprchování tvoří podstatnou položku plateb v domácnosti, která je téměř každým rokem vyšší. Úspory se řeší například sprchovacími koncovkami s otočnými přesuvnými filtry využívajícími snižování počtu průtočných otvorů a minimalizováním průtokových otvorů. Vzhledem k tomu že při potřebě prohřátí lidského těla pomocí teplé vody nelze tímto uvedeným způsobem úspory dosáhnout, neboť při menším výdeji teplé vody se osoba sprchuje obvykle déle, byly řešeny způsoby zachycující teplo z vody odpadní.

Princip provedení zachycení části energie z odpadní vody po sprchování je znám z československého vynálezu „Výměník tepla pro využití tepla použité vody ze sprch“ podle autorského osvědčení č. 272297 německých přihlašovatelů. Úspora tepelné energie dle tohoto řešení spočívá v řešení podlahového roštu sprchy takto. Při sprchování padá ohřátá voda z koncovky sprchy na nášlapný rošt, pod kterým je umístěn průtočný had, kterým proudí napojená tlaková studená voda. Po průtoku je studená voda částečně ohřátá vodou ze sprchy, která před odtokem do odpadu smáčí části vlnovitě provedeného potrubí, které pokračuje do směšovací baterie sprchy. Zde je tato ohřátá voda směšována s horkou vodou tak, aby pro sprchování byla vytvářena voda požadované teploty. Vzhledem k určitému ohřátí přiváděné studené vody proudem teplé vody ze sprchy je dosaženo určité úspory při směšování s horkou vodou. Dojde tak k snížení spotřeby přiváděné horké vody do směšovače.

Nevýhodu uvedeného řešení je, že rozptyl sprchy s teplou vodou není vždy usměrněn tak, aby optimálně ohříval veškerou plochu průtočného hada se studenou vodou. Dochází proto i ke kolísání ohřátí protékající studené tlakové vody. Do směšovací baterie tak přichází voda s kolísající teplotou, což nutí sprchující osobu provádět dolaďění optimální teploty sprchové vody, pokud není sprcha opatřena samočinným regulátorem. Rovněž při ovládání sprchové koncovky dochází k omývání průtočného výměníku jen v některých částech, což snižuje účinnost uvedeného řešení.

Toto řešení bylo vylepšeno českým užitným vzorem č. 15983 s názvem „Zapojení koupelnového výměníku“, kde bylo odstraněno kolísání ohřívané tlakové studené vody tím, že řešení obsahovalo nádobu koupelnového výměníku, ve které je uloženo potrubí tlakové ohřívané vody s příčně uloženými trubkami, přes které veškerá teplá odpadní voda po vnější ploše trubek protékala a rovnoměrně předávala odpadní teplo, před odtokem do odpadu. Tento koupelnový výměník odstranil kolísání ohřevu, byl však poměrně robustní, výrobně pracnější a v některých případech nemohl být adaptován do prostoru pod vanu sprchového boxu.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky odstraňuje koupelnový deskový výměník, sestávající z nádoby koupelnového výměníku, která je opatřena vstupem netlakové sprchové vody a výstupem netlakové sprchové vody, jehož podstata spočívá v tom, že uvnitř nádoby koupelnového výměníku je uloženo deskové prolisované vedení tlakové vody.

Výhodné je, že deskové prolisované vedení tlakové vody tvoří horní deska vlnovce s výlisky ve tvaru V, kde vrcholy prolisů tvaru V vytváří množinu bodů rovnoběžnou s podélnou osou nádoby koupelnového výměníku, a tvoří jej i dolní deska vlnovce s výlisky ve tvaru V, kde vrcholy pro- 1 CZ 26629 U1 lisů ve tvaru V vytváří množinu bodů rovněž rovnoběžných s podélnou osou nádoby koupelnového výměníku, obsahují však obrácený úhel vrcholů prolisů ve tvaru V. Znamená to, že horní deska vlnovce ve tvaru V je tvarově shodná s dolní deskou vlnovce ve tvaru V. Dolní deska vlnovce ve tvaru V je však o 180° pootočena a poté jsou obě desky tvrdým pájením k sobě připojeny ve styčných bodech vlnovců a po obvodu okrajů obou desek.

Také je výhodné, že horní deska vlnovce s výlisky ve tvaru V, a dolní deska vlnovce s výlisky ve tvaru V jsou v bodech vzájemného dotyku vlnovců, připevněny k sobě. Připevnění je provedeno letováním tak, že obě spojené desky vlnovců vytváří uvnitř množství kanálků, umožňující turbulentní proudění vody, při dosažení vynikajícího přestupu tepla mezi netlakovou a tlakovou vodou po obou stranách desek vlnovců ve tvaru V.

Dále je výhodné to, že v nádobě koupelnového výměníku je vstup tlakové studené vody do deskového prolisovaného vedení tlakové vody umístěn u výstupu netlakové sprchové vody a výstup tlakové ohřívané vody výměníku z deskového prolisovaného vedení tlakové vody je umístěn u vstupu netlakové sprchové vody. Rovněž toto řešení zvyšuje účinnost přestupu tepla mezi netlakovou a tlakovou vodou po obou stranách desek vlnovců ve tvaru V.

Uvedené řešení má řadu výhod oproti známému stavu techniky. Největší výhodou je, že předávání tepla z odpadní vody po sprchování je maximálně využito, neboť veškerý objem sprchové teplé vody musí projít nádobou koupelnového výměníku a dojde k promývání spodního i vrchního povrchu deskového prolisovaného vedení tlakové vody výměníku, ve kterém uvnitř kanálky proudí protiproudně studená tlaková voda z vodovodního řádu. Tato voda mívá teplotu 8 až 12 °C. Průchodem v nádobě koupelnového výměníku dochází k předání tepla a studená voda se ohřeje od teplé odpadní vody na 21 až 25 °C. Teplá voda využívaná pro sprchování mívá průměrnou teplotu 37 až 40 °C. Je tak získáváno teplo, představované zvýšením ohřevu nově přiváděné vody o 12 až 15 °C. Dosud u převážné většiny sprcho vacích zařízení pro domácnost, končí 90 % energie používané sprchové vody nevyužito v kanalizaci, neboť sprchováním teplá voda předá sprchovanému objektu pouze 10 % své teplené kapacity. Další podstatnou výhodou je, že uvedené řešení lze poměrně jednoduše adaptovat na již zhotovené sprchové kouty, ale i koupelnové vany, které jsou opatřeny sprchou. Využívá se prostoru pod sprchovým koutem nebo pod vanou. Je nutné se pouze vypořádat s instalací potrubí přívodní tlakové studené vody a odvodem potrubí tlakové vody výměníku, které se připojí na sprchový směšovač. Odpad vody je lehce adaptovatelný na vložený koupelnový deskový výměník:.

Přehled obrázků na výkresech.

Příklad provedení koupelnového deskového výměníku je znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje obraz provedení koupelnového deskového výměníku s částečným vykreslením tvaru horní desky vlnovce ve tvaru V znázorněno na levě straně výměníku a částečným vykreslením dolní desky vlnovce ve tvaru V, po odstranění části horní desky vlnovce ve tvaru V, znázorněno na právě straně výměníku. Obě desky dosedající na sebe tvoří deskové prolisované vedení tlakové vody. Obr. 2 představuje zapojení koupelnového deskového výměníku u sprchového koutu.

Příklady provedení technického řešení

Zapojení koupelnového výměníku sestává z nádoby i koupelnového výměníku, který je opatřena vstupem 2 netlakové sprchové vody a výstupem 3 netlakové sprchové vody. Uvnitř nádoby i koupelnového výměníku je uložen výstup 5 tlakové ohřívané vody výměníku. Vstup 2 netlakové sprchové vody je spojen s odváděcím potrubím 12 sprchové teplé vody, které vyúsťuje v sprchové jímce 11. Výstup 5 tlakové ohřívané vody výměníku je spojen s potrubím 6 tlakové vody výměníku, které je dále propojeno vstupem do sprchového směšovače 8. Do sprchového směšovače 8 je napojen i vstup potrubí 7 tlakové horké vody a výstup sprchového směšovače 8 je připojen na potrubí 9 tlakové smíšené sprchové vody. To je opatřeno koncovkou 10 sprchy. Vstup 4

-2 CZ 26629 Ul tlakové studené vody je připojen na studenou tlakovou vodu z vodovodu. Deskové prolisované vedení 15 tlakové vody je tvořeno z horní desky 13 vlnovce ve tvaru V a dolní desky 14 vlnovce ve tvaru V, vseje uloženo v nádobě I koupelnového výměníku.

Koupelnový deskový výměník má za účel využít tepla, které je odváděnou odpadní vodou po osprchování do kanalizace. Toto odpadní teplo je zachycováno pomocí provedeného zapojení koupelnového deskového výměníku, který je umístěn v mezeře pod vanou se sprchou nebo pod sprchovým boxem, jak je znázorněno v obr. 2 příkladu provedení. Při sprchování je soustředěna odpadní voda ve sprchové jímce 1T, odkud protéká sifonem, který je součástí odváděcího potrubí 12 a vstupem 2 netlakové vody do prostoru nádoby i koupelnového výměníku. Zde teplá voda, která má po osprchování člověka ještě poměrně vysokou teplotu, vtéká na deskové prolisované vedení 15 tlakové vody, které obklopí ze spodní i horní strany, předává ji 12 až 15 °C ze své tepelné kapacity a odtéká na protější straně nádoby i koupelnového výměníku výstupem 3 netlakové sprchové vody do splaškové kanalizace. Studená tlaková voda přiváděná do koupelnového výměníku se tak ohřeje a odchází z výstupu 5 tlakové ohřívané vody výměníku potrubím 6 tlakové vody výměníku do sprchového směšovače 8. Zde dojde k smísení této oteplené vody s vodou horkou. Výchozí voda pro sprchování, která má teplotu okolo 40 °C je tak vytvořena přidáním nižšího množství vody horké. Dochází tak k podstatným energetickým úsporám v domácnosti.

Horní deska 13 vlnovce ve tvaru V je se spodní deskou 14 vlnovce ve tvaru V, spojena neprodyšně tvrdým letováním mědí po okrajích desek 13, 14. Dále jsou obě desky 13, 14 spojeny tvrdým letováním mědí ve všech místech dosedu vlnovců obou desek 13, 14. Uvnitř tak vznikají stovky nepravidelných kanálků, zásluhou spojení zvlněných ploch, způsobujících turbulenci protékající tlakové vody, čímž vzniká kvalitní přenos tepla, neboť i na vnější straně desek 13,14, odpadní teplá voda netlaková, má vzhledem k vlnitému povrchu obou desek 13,14 určitou turbulenci při průtoku.

Čištění deskového prolisovaného vedení 15 tlakové vody umístěného v nádobě 1 koupelnového výměníku se téměř nemusí provádět, neboť použitím šamponu a mýdla ve sprše dochází k čištění výměníku souběžně s jeho provozem. Pro udržování vysoké účinnosti výměníku však je přesto doporučováno jedenkrát za 1/2 roku nalít malé množství koncentrovaného roztoku z čistícího prášku do sifonu odváděcího potrubí 12 sprchové jímky JT, kde dojde k intenzivnímu rozpuštění nečistot. Je rovněž možné použít ekologické čistidlo, které čistí organický povlak na koupelnovém deskovém výměníku za pomoci bakterií.

Průmyslová využitelnost

Řešení je využitelné v oboru strojírenství se specializací na prolisování nerez plechů a tvrdé letování nerezových vlnovcových plechů.

Claims (4)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Koupelnový deskový výměník, sestávající z nádoby (1) koupelnového výměníku, která je opatřena vstupem (2) netlakové sprchové vody a výstupem (3) netlakové sprchové vody, vyznačující se tím, že uvnitř nádoby (1) koupelnového výměníku je uloženo deskové prolisované vedení (15) tlakové vody.

2. Koupelnový deskový výměník podle nároku 1, vyznačující se tím, že deskové prolisované vedení (15) tlakové vody tvoří horní deska (13) vlnovce s výlisky ve tvaru V, kde vrcholy prolisů tvaru V vytváří množinu bodů rovnoběžnou s podélnou osou nádoby (1) koupelnového výměníku, a tvoří jej i dolní deska (14) vlnovce s výlisky ve tvaru V, kde vrcholy prolisů

-3CZ 26629 Ul ve tvaru V vytváří množinu bodů rovněž rovnoběžných s podélnou osou nádoby (1) koupelnového výměníku, obsahují však obrácený úhel vrcholů prolisů ve tvaru V.

3. Koupelnový deskový výměník podle nároku la2, vyznačující se tím, že horní deska (13) vlnovce s výlisky ve tvaru V, a dolní deska (14) vlnovce s výlisky ve tvaru V jsou

5 v bodech vzájemného dotyku vlnovců, připevněny k sobě.

4. Koupelnový deskový výměník, podle nejméně jednoho z uvedených nároků, vyznačující se tím, že uvnitř nádoby (1) koupelnového výměníku je vstup (4) tlakové studené vody do deskového prolisovaného vedení (15) ohřívané tlakové vody umístěn u výstupu (3) netlakové sprchové vody a výstup (5) tlakové ohřívané vody výměníku z deskového prolisoío váného vedení (15) tlakové vody je umístěn u vstupu (2) netlakové sprchové vody.