RU90087U1 - Система водоснабжения и канализации жилого помещения с использованием оборотной воды - Google Patents

Abstract

1. Система водоснабжения и канализации жилого помещения с использованием оборотной воды, отличающаяся тем, что она содержит переключатель потока сливной воды от ванны и умывальника, насос подачи оборотной воды, бак сбора оборотной воды, запорную арматуру холодного и горячего водоснабжения, смывной бачок унитаза, канализационные выходы ванны и раковины подключены к входу переключателя потока, первый выход которого посредством насоса подключен ко входу бака сбора оборотной воды, второй выход переключателя потока сливной воды подключен к общему канализационному трубопроводу, выход бака сбора оборотной воды посредством крана отключения оборотной воды подключен ко входу смывного бачка унитаза, а расположенный в переключателе потока сливной воды датчик уровня установлен с возможностью управления насосом в автоматическом режиме, расположенный в баке сбора оборотной воды датчик уровня установлен с возможностью отключения указанного насоса в любом режиме. ! 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит блок очистки оборотной воды. ! 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пульт управления насосом в ручном и автоматическом режимах. ! 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит блок дезодорирования оборотной воды.

Description

Техническое решение относится к области водоснабжения и водопользования и может быть применено при проектировании и строительстве жилых зданий и сооружений общественного назначения, в том числе, и многоэтажных, при индивидуальном строительстве одно- и малоэтажных домов, а также при реконструкции действующих систем водоснабжения в уже эксплуатирующихся зданиях.

В настоящее время в связи с реформой ЖКХ актуально обеспечение комплекса мероприятий по повышению эффективности использования энергетических ресурсов и воды. Программами различных уровней предусматривается устранение в новых и уже действующих системах в процессе эксплуатации перерасходов, сверхнормативных потерь воды, в том числе использование оборотной воды.

Известны системы водоснабжения с использованием оборотной воды в различных производствах - химической, угледобывающей и углеперерабатывающей, а также металлургической промышленности. В силу специфики этих производств использование оборотной воды становится рентабельной при условии оснащения используемых систем водоподачи дополнительными достаточно сложными схемами трубопроводов, отстойниками и другими очистными сооружениями.

Недостатком подобных систем является их сложность и дороговизна. Известна (Справочник проектировщика ч.2 «Водопровод и канализация» изд. 4-е М., Стройиздат, 1990 г.) система водоснабжения и канализации жилого помещения с использованием оборотной воды, содержащая подающие трубопроводы холодной и горячей воды и трубы для отвода использованной воды из жилого помещения и сброса ее в канализацию с подсоединенными к ним санитарными устройствами (раковинами, душем, ванной, смывными бачками и т.д.), бытовыми моющими приборами (стиральные машины).

Недостатком такой системы водопользования является невозможность практического использования оборотной воды с целью ее экономии.

Наиболее близким аналогом разработанной системы можно признать (RU, патент 63380) систему водопользования, содержащую подающие трубопроводы холодной и горячей воды, трубы отвода использованной воды с подсоединенными к ним санитарными устройствами и моющими бытовыми приборами, которые снабжены дополнительным трубопроводом, в который по трубам поступает использованная вода от санитарных устройств и бытовых моющих приборов. При этом дополнительный трубопровод последовательно соединен с центробежным фильтром и баком-накопителем с поплавковыми кранами и автоматизированным насосом. Центробежный фильтр снабжен трубой сброса.

Известная система работает следующим образом. Использованная вода из раковины, ванной (душа), из стиральной машины по дополнительному трубопроводу поступает в центробежный фильтр. В фильтре вода очищается от твердых частиц, отстаивается и, по мере наполнения фильтра до заданного уровня посредством поплавковых кранов поступает в бак-накопитель до уровня, который автоматически поддерживается поплавковыми кранами. Из этого бака использованием автоматизированного насоса вода поступает в трубопровод для смывных бачков унитазов, где используется вторично.

При использовании данной системы экономия чистой воды достигает 30% от общего объема потребления, соответственно и объем канализационных стоков уменьшается также на 30%, что приводит к значительному уменьшению загрязнения окружающей среды. Так как при проектировании жилых зданий расчетные общие почасовые расходы составляют: для мойки со смесителем - 80 л/час; для ванной со смесителем, общим для ванн и умывальника - 300 л/час; для унитаза со смывным бачком - 83 л/час, то широкое внедрение заявляемого технического решения принесет огромную экономию водных ресурсов и материальных средств.

Недостатком известной системы следует признать ее сложность и, соответственно, достаточно высокую себестоимость при реализации.

Техническая задача, решаемая посредством разработанной системы, состоит в разработки системы водопользования, соответствующей современным требованиям экономии водных ресурсов и не требующей значительных затрат в связи с ее внедрением.

Технический результат, получаемый при реализации разработанной системы, состоит в сокращении потребления чистой воды на цели, не связанные с приготовлением пищи и контакта с телом человека при одновременном упрощении системы.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную систему водоснабжения и канализации жилого помещения с использованием оборотной воды. Разработанная система содержит переключатель потока сливной воды от ванны и умывальника, насос подачи оборотной воды, бак сбора оборотной воды, запорную арматуру холодного и горячего водоснабжения, смывной бачок унитаза, канализационные выходы ванны и раковины подключены ко входу переключателя потока, первый выход которого посредством насоса подключен ко входу бака сбора оборотной воды, второй выход переключателя потока сливной воды подключен к общему канализационному трубопроводу, выход бака сбора оборотной воды посредством крана отключения оборотной воды подключен ко входу смывного бачка унитаза, а расположенный в переключателе потока сливной воды датчик уровня установлен с возможностью управления насосом в автоматическом режиме, расположенный же в баке сбора оборотной воды датчик уровня установлен для отключения указанного насоса в любом режиме. Система может дополнительно содержать блок очистки оборотной воды. Указанный блок может быть выполнен любым известным образом, обеспечивающим удаление из оборотной воды взвешенных частиц и/или органических соединений, предпочтительно, поверхностно-активных веществ, являющихся основными компонентами моющих средств. В наиболее предпочтительном варианте реализации, когда доступна информация о степени заполнения бака сбора оборотной воды, система может дополнительно содержать пульт управления насосом в ручном и автоматическом режимах. Указанный пульт управления может быть выполнен любым известным образом, обеспечивающим дистанционное включение/выключение насоса. Пульт может быть выполнен с управлением по радиоканалу или по проводной связи. Поскольку моющие средства содержать значительное количество отдушек, поступающих в оборотную воду, желательно, чтобы система дополнительно содержала блок дезодорирования оборотной воды, выполненный любым известным способом.

Обеспечение экономии расхода холодной воды при внедрении системы оборотного водоснабжения санитарных узлов жилищного фонда городов и поселков городского типа основано на следующих предпосылках.

Анализ расхода воды в квартирах домов с централизованным или автономным водоснабжением позволяет сделать вывод, что средний расход холодной воды на одного человека составляет 3 м³ в месяц, а горячей воды в домах с централизованным снабжением горячей водой - так же 3 м³ в месяц. Это подтверждено статистическими данными по квартирам, имеющим счетчики - водомеры. В домах, где квартиры оборудованы газовыми колонками, расход холодной воды составляет от 6-ти до 8-ми м³ в месяц на одного человека (эти данные почти совпадают с нормативом расхода холодной воды на одного человека в месяц, установленном ОАО «Водоканал» в г. Краснодар - 8,3 м³/чел для квартир, не оборудованных счетчиками расхода холодной воды).

Из указанного количества расходуемой холодной воды в квартирах, оборудованных счетчиками расхода - т.е. 3 м³. на одного человека в месяц, - от 40% до 50% приходится на унитазы - это примерно 1,2÷1,5 м³ на одного человека в месяц. Так в 5-ти этажном 120-ти квартирном доме, имеющем 40 квартир 3-х комнатных, 40 квартир 2-х комнатных и 40 квартир однокомнатных (если допустить, что количество проживающих в однокомнатной квартире - 1 человек, в двухкомнатной квартире - 2 человека, а в 3-х комнатной - 3 человека) проживает в среднем 240 человек. 240 человек расходует в унитазах, в среднем 314 куб.м. в месяц: а в год 3768 куб.м.

Это количество расходуемой на унитазы воды может быть сэкономлено при внедрении предлагаемой системы обеспечения экономии расхода воды, т.е. монтажа очень простых систем оборотного водоснабжения в каждой квартире.

Экономия водных ресурсов очень актуальна практически для всех городов, особенно имеющих проблемы с водоснабжения, таких как Новороссийск в Краснодарском крае, легко рассчитать преимущества, которые получат владельцы квартир от снижения расхода воды при внедрении (монтаже) систем оборотного водоснабжения. Если рассчитать, исходя из выше приведенных данных, что экономия от снижения расхода только холодной воды средней стоимостью одного кубометра 18,5 руб. при расходе 1,2÷1,5 м³ на человека в месяц, то владелец однокомнатной квартиры получит месячную экономию от 22,2 рубля до 27,75 руб.; а владелец 3-х комнатной квартиры от 66,6 руб. до 88,25 руб.

Из полученных авторами данных по статистике расхода горячей и холодной воды на другие бытовые нужды (по результатам многих наблюдений) в квартирах г.Краснодара следует, что на кухне расходуется около 50% горячей воды от общего расхода, в основном на мойку посуды и т.п. Холодной воды расходуется в пределах 10% от общего ее расхода в месяц на приготовление пищи. Следовательно, в ванной расход горячей воды в месяц составляет 50% от общего расхода, а холодной воды расходуется 40%, в т.ч. и с учетом расхода в стиральной машине или при ручной стирке белья. Как упомянуто выше, расход холодной воды на унитазы в месяц составляет от 40%до 50%.

Из квартир в канализацию сбрасывают (канализационные стоки):

а) канализационный сток из кухни - максимально загрязнен от удаляемыми при мойки посуды жидкими и полужидкими жирами, кроме того, содержит значительное количество отходов от мытья овощей и фруктов жирными отходами;

б) канализационный сток из ванной и раковины в ванной - слабо загрязнен следами мыла и моющих средств (шампуни) после купания.

Следовательно, канализационный сток из ванной, (кроме первого стока при стирке белья в стиральной машине) - это практически слабо загрязненная моющими средствами вода, сбрасывается в канализацию, в то время как в смывные бачки унитазов подают на расход совершенно чистую воду в упомянутых выше количествах. Вполне допустимо, использовать относительно чистый канализационный сток из ванной для работы сливных бачков унитазов - это 50% горячей воды от ее общего расхода в месяц в квартире и 40% холодной воды. Это количество полностью перекрывает расход чистой холодной воды, подаваемой в смывные бачки унитазов и позволяет добиться значительной экономии холодной воды в вышеупомянутых количествах.

В базовом варианте система оборотного водоснабжения санитарного узла включает в себя: пластиковый бачок емкостью 120-200 л - накопитель стока воды из ванной с соединительной арматурой и пластиковыми трубопроводами диаметром 15 мм (1/2"), «переключатель» стока воды из ванной на пластиковый бачок-накопитель, насос, производительностью, равной производительности свободного стока воды из ванной, устанавливаемый в удобном месте для забора воды из «переключателя», вертикальный пластиковый трубопровод подачи воды в бачок - накопитель, пластиковый трубопровод диаметром 15 мм (1/2"»), соединяющий бачок-накопитель со смывным бочком унитаза. Пластиковый бачок-накопитель емкостью 120-200 л, содержит датчик верхнего уровня воды, отключающий насос при наполнении бачка. «Переключатель» стока воды содержит датчик уровня, включающий насос подачи воды в бачок-накопитель при выпуске воды из ванной. Эта деталь может быть изготовлена из стандартных деталей пластикового канализационного трубопровода диаметром 110 мм с вмонтированными патрубками диаметром 15 мм (1/2"«) и датчиком уровня. Запорный кран предназначен для закрытия системы только при проведении ремонтно-профилактических работ.

При монтаже системы оборотного водоснабжения «переключатель» монтируют в разрыве пластикового канализационного трубопровода диаметром 50 мм перед главным канализационным стоком из унитаза. Остальные канализационные трубопроводы в квартире остаются без изменений. Трубопровод подачи холодной воды в смывной бачок унитаза может быть оставлен без изменений, если имеет запорный кран. Перед смывным бачком монтируют дополнительно тройник диаметром 15 мм для подключения трубопровода от бочка - накопителя при работе смывного бачка унитаза на «оборотной воде». Запорный кран на магистральном трубопроводе подачи холодной воды должен быть закрыт.Насос подачи «оборотной воды» в бак-накопитель может быть подобран из серийно выпускаемых насосов любого типа, обеспечивающий работу системы. Пластиковый бак-накопитель «оборотной воды» емкостью 120-200 л может быть изготовлен в пределах размеров среднего плоского аквариума 0,7 м Х 1,0 м Х 0,3 м (0,21 куб.м). Бачок-накопитель монтируют в верхней части помещения туалета (как устанавливали смывные бачки старого типа). Его можно скрыть различными вариантами дополнительного интерьера (дверцы навесных шкафов и т.п.). Насос подачи оборотной воды в бак-накопитель может быть смонтирован в различных вариантах - или на бачке-накопителе или рядом с переключателем и т.п. в зависимости от интерьера туалета.

Электрическая схема управления насосом предусматривает автоматическое включение насоса при стоке воды из ванной и отключения его от датчика уровня в баке-накопителе, а так же «ручное» включение и отключение для исключения подачи в бак-накопитель «грязной воды», например первого слива из стиральной машины.

Смонтированная в любой квартире система не нарушает проектную компоновку канализационных стоков. В нерабочем состоянии системы (выключено электропитание электрического оборудования) все канализационные стоки сливаются по существующим канализационным трубопроводам в главную канализационную магистраль, в т.ч. и сток слабозагрязненной воды из ванной через «переключатель». Аналогично канализационные стоки сливаются при наполнении бачка-накопителя и отключении насоса подачи воды, использованной в ванной (слабозагрязненной) датчиком верхнего уровня бачка-накопителя. Единственное вмешательство в компоновку канализационных трубопроводов любой квартиры - это установка (врезка) на канализационном трубопроводе из ванной так называемого «переключателя», не нарушающего слив воды из ванной при неработающей системе, как упомянуто выше. Смонтированная система позволяет «закачивать» в бачок-накопитель владельцу квартиры только наиболее чистый сток из ванной - вода из стиральной машины в режиме полоскания белья и из ванной после купания или во время купания (душ). На время выпуска из ванной и раковины наиболее загрязненный воды нажатием кнопки «Стоп» можно систему отключить, хотя даже и при закачке в бачок-накопитель любого стока из ванной и раковины, никаких нарушений в работе системы не будет -сток и повышенной загрязненности без последствий может быть использован в унитазе, т.е. система может постоянно работать в автоматическом режиме.

Подготовка системы к работе после ее монтажа заключается в проведении всего 2-х операций:

а) закрытие крана подачи в смывной бачок унитаза чистой магистральной холодной воды и открытие крана подачи воды из бачка-накопителя в смывной бачок;

б) включение Системы кнопкой «Пуск» и проверке - заработал ли насос закачки воды, выходящей из ванной, в бачок-накопитель.

Предлагаемая схема использования «оборотной воды» для внедрения системы обеспечения экономии расхода холодной воды - может быстро реализоваться при строительстве новых жилых домов, и может без проблем монтироваться в старом жилом фонде по заказам владельцев квартир специализированными фирмами или любыми монтажными организациями по монтажу и ремонту сантехнического оборудования. Стоимость схемы зависит в основном от стоимости бачка-накопителя «оборотной воды» и переключателя. По предварительным расчетам, стоимость смонтированной установки не превысит 8,0:9,0 тыс. рублей. Срок окупаемости 1,5:2 года.

Разработанная система обеспечит режим экономии холодной воды, реализованный в системах водоснабжения жилых домов - примерно до 4,0 тыс. кубометров в год только на один 120-ти квартирный жилой дом, что может оказаться существенным вкладом в решении вопросов экономии водных ресурсов, при значительном снижении количества канализационных стоков, что облегчит работу очистных сооружений городов.

Claims (4)

1. Система водоснабжения и канализации жилого помещения с использованием оборотной воды, отличающаяся тем, что она содержит переключатель потока сливной воды от ванны и умывальника, насос подачи оборотной воды, бак сбора оборотной воды, запорную арматуру холодного и горячего водоснабжения, смывной бачок унитаза, канализационные выходы ванны и раковины подключены к входу переключателя потока, первый выход которого посредством насоса подключен ко входу бака сбора оборотной воды, второй выход переключателя потока сливной воды подключен к общему канализационному трубопроводу, выход бака сбора оборотной воды посредством крана отключения оборотной воды подключен ко входу смывного бачка унитаза, а расположенный в переключателе потока сливной воды датчик уровня установлен с возможностью управления насосом в автоматическом режиме, расположенный в баке сбора оборотной воды датчик уровня установлен с возможностью отключения указанного насоса в любом режиме.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит блок очистки оборотной воды.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пульт управления насосом в ручном и автоматическом режимах.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит блок дезодорирования оборотной воды.