CZ27987U1 - Zařízení pro recyklaci tepelné energie z šedých vod - Google Patents

Description

Zařízení pro recyklaci tepelné energie z šedých vod

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro recyklaci tepelné energie z kapaliny, zejména z šedých vod. Dosavadní stav techniky

Zařízení pro zpětné získávání tepla z odpadních vod, zvláště pak z odpadních vod z kuchyní a sprch, je popsáno například v české patentové přihlášce č. PV 2011830. Popsané zařízení má ale řadu nevýhod. Zejména se u tohoto zařízení po instalaci velmi rychle snižuje účinnost, neboť se na povrchu tepelného výměníku v průběhu používání velmi rychle vytvoří povlak z nečistot přitékajících s odpadními vodami. Zařízení se proto musí často, pracně a zdlouhavě čistit. Součástí tohoto čištění pak musí být také pracné odstraňování kalu usazeného na dně nádrže, pravděpodobně otvorem v horní oblasti nádrže.

Podstata technického řešení

Nevýhody výše uvedeného dosavadního stavu techniky jsou do značné míry eliminovány zařízením pro recyklaci tepelné energie z kapaliny, zejména z šedých vod, které zahrnuje

- vnější nádrž, která je rozdělená na nátokový prostor, který je propojitelný s přívodem kapaliny, a odtokový prostor, který je přes odtokový otvor propoj itelný s odtokovým potrubím pro odtok kapaliny, přičemž nátokový prostor a odtokový prostor jsou navzájem propojeny ve své horní části přepouštěcím otvorem,

- filtrační síto uspořádané na nebo v přepouštěcím otvoru pro zachycování alespoň části nečistot z kapaliny proudící přepouštěcím otvorem, a

- výměníkové těleso uspořádané v odtokovém prostoru.

Ve výhodném provedení zařízení dále zahrnuje vnitřní nádrž, která je uspořádaná ve vnější nádrži, přičemž vnitřní prostor vnitřní nádrže tvoří nátokový prostor, zatímco prostor mezi vnější stěnou vnitřní nádrže a vnitřní stěnou vnější nádrže tvoří odtokový prostor.

Zařízení s výhodou zahrnuje i přívod kapaliny zaústěný do horní části vnitřní nádrže.

Rovněž je výhodné, když zařízení dále zahrnuje odtokové potrubí, které je napojené na odtokový otvor vnější nádrže a propojitelné s kanalizačním potrubím, přičemž alespoň část tohoto odtokového potrubí vystupuje nad úroveň odtokového otvoru vnější nádrže, maximálně však do úrovně přepouštěcího otvoru, nejlépe maximálně do úrovně zaústění přívodu do vnitřní nádrže.

Další součástí zařízení může být i první odkálovací potrubí připojené k otvoru ve dně vnitřní nádrže a uzavíratelně propoj itelné s kanalizačním potrubím, případně i druhé odkalovací potrubí připojené k otvoru ve dně vnější nádrže a uzavíratelně propoj itelné s kanalizačním potrubím. Navíc může být použito i společné odkalovací potrubí, do kterého je zaústěno první i druhé odkalovací potrubí a které je opatřené ventilem.

S výhodou je vnitřní nádrž ve tvaru válce, jehož horní okraj je opatřený přírubou pro připevnění filtračního síta, přičemž s výhodou je filtrační síto uspořádáno vodorovně.

Také je výhodné, když je odtokový otvor uspořádaný v boční stěně vnější nádrže.

V konkrétním výhodném provedení je výměníkovým tělesem výměníkové potrubí.

Přehled obrázku na výkrese

Příkladné provedení zařízení podle tohoto technického řešení je schematicky znázorněno na výkrese na obr. 1.

- 1 CZ 27987 Ul

Příklady provedení technického řešení

Zařízení znázorněné na obr. 1 zahrnuje vnější nádrž i, která je uzaviratelná víkem 2. Uvnitř vnější nádrže I jsou uspořádány vnitřní nádrž 9 a výměníkové potrubí 7. Do vnitřní nádrže 9 je v její horní části zaústěný přívod 3 šedé vody, a nad ním má vnitřní nádrž 9 přepouštěcí otvor zakrytý sítem 4 pro filtraci hrubých nečistot. V dolní části vnější nádrže I je do ní napojeno odtokové potrubí 15 pro odvod šedé vody. Pro vytvoření sifonového efektu je odtokové potrubí 15 z vnější nádrže I vedeno nahoru až téměř do úrovně zaústění přívodu 3 do vnitřní nádrže 9 a pak opět dolů, kde je napojeno na kanalizační potrubí 14.

Díky této konstrukci je realizováno plnění vnější nádrže I a teplotní rozvrstven vody v zařízení tak, že do kanalizace odtéká v podstatě vždy nej studenější voda přítomná ve vnější nádrži 1.

Výměníkové potrubí 7 je v tomto příkladném provedení zavedeno do vnější nádrže 1 v její horní části, vedeno dolů směrem ke dnu a následně spirálovitě stoupá kolem vnitřní nádrže 9 a v horní části vnější nádrže I je z ní vyvedeno ven. Alternativně může být zavedeno do vnější nádrže I v její dolní části, obecně je výhodné, když kapalina přiváděná do výměníkového potrubí 7 je vedena nejprve do studenějších (níže položených) oblastí vnější nádrže 1 a teprve poté do teplejších (výše položených) oblastí.

Ve dně vnitřní nádrže 9 je provedený odkalovací otvor, který je propojený s prvním odkalovacím potrubím 10. Ve dně vnější nádrže I je provedený odkalovací otvor propojený s druhým odkalovacím potrubím 16. První a druhé odkalovací potrubí 10,16 se dále spojují do společného odkalovacího potrubí 17, kterým jsou dále napojena do kanalizačního potrubí 14. Společné odkalovací potrubí 17 je opatřené ventilem ÍL

Nad úrovní přepouštěcího otvoru vnitřní nádrže 9 je přívod 3 šedé vody vně vnější nádrže 1 opatřený odbočkou napojenou o něco níže do odtokového potrubí 15, čímž je vytvořen obtok 12. Případně může být obtok 12 zaústěný přímo do kanalizačního potrubí 14. Napojení obtoku 12 na přítok 3 je s výhodou provedeno tak, aby voda proudící přívodem 3 tekla přednostně do zařízení a pouze při zahlcení zařízení tekla alespoň část vody obtokem 12.

S výhodou je zařízení podle tohoto technického řešení do značné míry rozebíratelné. Jak je na výkrese naznačeno, je zaústění přívodu 3 šedé vody přes stěnu vnější nádrže 1 do vnitřní nádrže 9 a propojení odkalovacího otvoru vnitřní nádrže 9 s prvním odkalovacím potrubím 10 realizováno pomocí šroubení tak, aby bylo možné po odklopení víka 2 odpojit přívod 3 a první odkalovací potrubí 10 od vnitřní nádrže 9 a vnitřní nádrž 9 vyjmout z vnější nádrže I.

Rovněž je výhodné, když je obdobným způsobem (tedy přes šroubení) realizováno i zaústění a vyústění výměníkového potrubí 7 do vnější nádrže 1, aby i výměníkové potrubí 7 mohlo být v případě potřeby vyjmuto z vnější nádrže L

S výhodou jsou stěny vnější nádrže I opatřeny tepelnou izolací 8.

Znázorněno výhodné zvlášť provedení, ve kterém jsou přepouštěcí otvor a na něm filtrační síto 4 uspořádány vodorovně. Je ale také možné uspořádat je šikmo nebo dokonce provést přepouštěcí otvor s filtračním sítem 4 v boční stěně vnitřní nádrže 9, tedy svisle.

Zařízení pro recyklaci tepelné energie z šedých vod podle tohoto technického řešení pracuje následovně: Výměníkovým potrubím 7 je vedena kapalina určená k ohřevu nebo předehřevu. Přívodem 3 přitéká do vnitřní nádrže 9 šedá voda, tedy zejména voda z koupelen a kuchyní, která má obvykle teplotu vyšší než je běžná teplota studené vody. Ventil lije uzavřený a šedá voda postupně naplní vnitřní nádrž 9, následně protéká přes filtrační síto 4 přepouštěcím otvorem do prostoru mezi vnitřní nádrží 9 a stěnou vnější nádrže i. V tomto prostoru ohřívá výměníkové potrubí 7, resp. kapalinu, která jím proudí. Předehřátá, případně ohřátá kapalina je pak vedena z výměníkového potrubí 7 například do tepelného čerpadla, zásobníku teplé užitkové vody nebo akumulační nádrže topení k dalšímu využití získaného tepla (neznázoměno). Tvarem odtokového potrubí 15 je ve vnější nádrži i možno zajistit požadovanou výšku hladiny.

-2CZ 27987 U1

Přítok šedé vody do zařízení je obvykle nárazový. Když ve vnitřní nádrži 9 poklesne hladina šedé vody, většina nečistot zachycených filtračním sítem 4 působením gravitace padá dolů a případně se postupně usadí na dně vnitřní nádrže.

Ačkoli je šedá voda, která se dostává do vnější nádrže 1, resp. do prostoru mezi vnitřní nádrží 9 a vnější nádrží I zbavena hrubých nečistot, může i na dně vnější nádrže docházet k usazování kalu.

Občasně je tedy vhodné kal nashromážděný na dně vnitřní nádrže 9 a vnější nádrže i vypustit, což se provede otevřením ventilu 1L Pro důkladnější vyčištění zařízení lze toto navíc propláchnout nebo dokonce rozebrat a všechny části (vnější nádrž, vnitřní nádrž a výměníkové potrubí) omýt vysokotlakým čisticím přístrojem typu WAP.

V případě zahlcení zařízení může nadbytečná voda odtékat obtokem 12.

Zařízení může být rovněž opatřeno teplotními čidly, případně čerpadlem a řídicí jednotkou pro řízení průtoku vody výměníkovým tělesem.

Zařízení lze nainstalovat také do stávajících odtokových konstrukcí, na výkrese je naznačeno vztahovou značkou 13 původní vedení odtoku.

Konstrukci zařízení lze rovněž realizovat v inverzním provedení, kde je vnitřní nádrž prstencovitá (podél stěny vnější nádrže), s prstencovitým dnem a nahoře s prstencovitým přepouštěcím otvorem a filtračním sítem, přes které může proudit voda do středové části, ve které je uspořádaný výměník. Šedá voda následně proudí ke dnu a odtokem ven z vnější nádrže.

Obecně je možné realizovat zařízení podle tohoto technického řešení tak, že vnější nádrž je rozdělena na nátokový prostor (například s půlkruhovým půdorysem a zvýšeným dnem) a odtokový prostor (s kruhovým půdorysem v dolní části a s půlkruhovým půdorysem ve své zbývající části). Přitom jsou nátokový a odtokový prostor navzájem propojeny přepouštěcím otvorem s filtračním sítem a výměníkové potrubí je uspořádáno v odtokovém prostoru.

Výměníkovým potrubím 7 nemusí být výhradně potrubí s kruhovým průřezem, ale může se jednat o jakékoli duté výměníkové těleso, umožňující vedení kapaliny od jeho vstupu k jeho výstupu.

Ačkoli byla popsána řada příkladných provedení, je zřejmé, že odborník z dané oblasti snadno nalezne další možné alternativy k těmto provedením. Proto rozsah technického řešení není omezen na tato příkladná provedení, ale spíše je dán definicí přiložených Nároků na ochranu.

Claims (11)

1. Zařízení pro recyklaci tepelné energie z kapaliny, zejména z šedých vod, vyznačující se tím, že zahrnuje

- vnější nádrž (1), která je rozdělená na nátokový prostor, který je propojitelný s přívodem (3) kapaliny, a odtokový prostor, který je přes odtokový otvor propojitelný s odtokovým potrubím (15) pro odtok kapaliny, přičemž nátokový prostor a odtokový prostor jsou navzájem propojeny ve své homí části přepouštěcím otvorem;

- filtrační síto (4) uspořádané na nebo v přepouštěcím otvoru pro zachycování alespoň části nečistot z kapaliny proudící přepouštěcím otvorem; a

- výměníkové těleso uspořádané v odtokovém prostoru.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se t í m , že dále zahrnuje vnitřní nádrž (9), která je uspořádaná ve vnější nádrži (1), přičemž vnitřní prostor vnitřní nádrže (9) tvoří nátokový

-3CZ 27987 Ul prostor, zatímco prostor mezi vnější stěnou vnitřní nádrže (9) a vnitřní stěnou vnější nádrže (1) tvoří odtokový prostor.

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že dále zahrnuje přívod (3) kapaliny zaústěný do horní části vnitřní nádrže (9).

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že dále zahrnuje odtokové potrubí (15), které je napojené na odtokový otvor vnější nádrže (1) a propojitelné s kanalizačním potrubím (14), přičemž alespoň část tohoto odtokového potrubí (15) vystupuje nad úroveň odtokového otvoru vnější nádrže (1), maximálně však do úrovně přepouštěcího otvoru, nejlépe maximálně do úrovně zaústění přívodu (3) do vnitřní nádrže (9).

5. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje první odkalovací potrubí (10) připojené k otvoru ve dně vnitřní nádrže (9) a uzavíratelně propojitelné s kanalizačním potrubím (14).

6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že dále zahrnuje druhé odkalovací potrubí (16) připojené k otvoru ve dně vnější nádrže (1) a uzavíratelně propojitelné s kanalizačním potrubím (14).

7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že dále zahrnuje společné odkalovací potrubí (17), do kterého je zaústěno první i druhé odkalovací potrubí (10, 16) a které je opatřené ventilem (11).

8. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 2 až 7, vyznačující se tím, že vnitřní nádrž (9) je ve tvaru válce, jehož horní okraj je opatřený přírubou pro připevnění filtračního síta (4).

9. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 2 až 8, vyznačující se tím, že filtrační síto (4) je uspořádáno vodorovně.

10. Zařízení podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že odtokový otvor je uspořádaný v boční stěně vnější nádrže (1).

11. Zařízení podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že výměníkovým tělesem je výměníkové potrubí (7).