система питьевой или технической воды

Классы МПК:E03B7/04 системы водоснабжения
E03C1/044 с обогревающими или охлаждающими устройствами в линии водоснабжения
F16K21/00 Проходные клапаны для жидкости или газа
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):ОВЕНТРОП ГМБХ УНД КО.КГ (DE)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-12-07
публикация патента:

Группа изобретений относится к системе питьевой или технической воды с системой трубопроводов, а также к клапанам, используемым в этой системе. Система имеет подключение к коммунальной сети водоснабжения, по меньшей мере один подающий стояк или подъемный стояк по меньшей мере с одним ответвляющимся от него этажным трубопроводом и/или по меньшей мере одним ответвляющимся в направлении протекания воды от стояка и/или этажного трубопровода кольцевым трубопроводом. Система также снабжена возвратным стояком, в котором оканчиваются подающий стояк, и/или подъемный стояк, и/или этажный трубопровод, и/или кольцевой трубопровод. К подъемному стояку, и/или этажному трубопроводу, и/или кольцевому трубопроводу подключен по меньшей мере один потребитель. Система трубопроводов образует из подающего стояка или подъемного стояка и возвратного стояка замкнутый циркуляционный трубопровод. В этот трубопровод интегрировано устройство для охлаждения протекающей воды, с помощью которого обеспечивается возможность охлаждения или охлаждается питьевая или техническая вода до заданной температуры. Подключение к сети водоснабжения включено в направлении потока перед входом охлаждающего устройства в кольцевой трубопровод. Управляемый клапан в зависимости от устанавливаемой температуры при лежащей выше заданного значения температуре протекающей через трубопровод воды открывает поток до максимального значения, а при лежащей ниже температуре ограничивает поток до минимального значения. Обеспечивается соответствие находящейся в системе воды гигиеническим требованиям. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 15 ил.

система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331 система питьевой или технической воды, патент № 2493331

Формула изобретения

1. Система питьевой или технической воды с системой трубопроводов, которая имеет подключение (1) к коммунальной сети водоснабжения, а также по меньшей мере один подающий стояк или подъемный стояк (12) по меньшей мере с одним ответвляющимся от него этажным трубопроводом (4, 18) и/или по меньшей мере одним ответвляющимся в направлении протекания воды от подъемного стояка (12) и/или этажного трубопровода (4, 18) кольцевым трубопроводом (5), а также по меньшей мере одним подключенным к подъемному стояку (12) и/или этажному трубопроводу (4, 18) и/или кольцевому трубопроводу (5) потребителем (6), а также возвратным стояком (11, 20), в котором оканчиваются подающий стояк и/или подъемный стояк (12) и/или этажный трубопровод (4, 18) и/или кольцевой трубопровод (5), отличающаяся тем, что система трубопроводов образует из подающего стояка или подъемного стояка (12) и возвратного стояка (11, 20) замкнутый циркуляционный трубопровод и что в этот циркуляционный трубопровод интегрировано устройство (3) для охлаждения протекающей воды, с помощью которого обеспечивается возможность охлаждения или охлаждается питьевая или техническая вода до заданной температуры, причем подключение (1) к сети водоснабжения включено в направлении потока перед входом охлаждающего устройства (3) в кольцевой трубопровод.

2. Система питьевой или технической воды по п.1, отличающаяся тем, что в этажные трубопроводы, которые включены параллельно кольцевым трубопроводам (5), установлены статические регулировочные клапаны (10) трубопровода для гидравлического выравнивания трубопроводов друг с другом.

3. Система питьевой или технической воды по п.1, отличающаяся тем, что в один или в каждый кольцевой трубопровод (5) по меньшей мере с одним потребителем (6) включен регулируемый регулировочный клапан (7, 7.1) трубопровода, который, в зависимости от устанавливаемой температуры, при лежащей выше заданного значения температуре протекающей в кольцевом трубопроводе (5) воды открывает поток до максимального значения, а при лежащей ниже температуре ограничивает поток до минимального значения, при этом регулировочный клапан (7, 7.1) трубопровода включен внутри кольцевого трубопровода (5) после его последнего в направлении потока потребителя (6) или интегрирован в соединительную арматуру между кольцевым трубопроводом (5) и главным трубопроводом системы трубопроводов.

4. Система питьевой или технической воды по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере в одном или в каждом этажном трубопроводе (4, 18) по меньшей мере с одним потребителем (6) интегрирован статический регулировочный клапан (7.1) трубопровода для гидравлического выравнивания трубопроводов друг с другом, при этом регулировочный клапан (7.1) трубопровода включен в этажный трубопровод (4, 18) после интегрированного в него последнего в направлении потока потребителя или интегрирован в соединительную арматуру между этажным трубопроводом (4, 18) и главным трубопроводом системы трубопроводов.

5. Система питьевой или технической воды по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере в одном или в каждом этажном трубопроводе (4, 18) по меньшей мере с одним потребителем (6) включен регулируемый регулировочный клапан (7, 7.1), который, в зависимости от устанавливаемой температуры, при лежащей выше заданного значения температуре протекающей через трубопровод воды открывает поток до максимального значения, а при лежащей ниже температуре ограничивает поток до минимального значения, при этом регулировочный клапан (7, 7.1) трубопровода включен в этажном трубопроводе (4, 18) после интегрированного в него последнего в направлении потока воды потребителя (6) или же интегрирован в соединительную арматуру между этажным трубопроводом (4, 18) и главным трубопроводом системы трубопроводов.

6. Система питьевой или технической воды по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере в одном или в каждом подъемном стояке (12) по меньшей мере с одним потребителем (6) включен статический регулировочный клапан (7.1) трубопровода для гидравлического выравнивания трубопроводов друг с другом, при этом регулировочный клапан (7.1) трубопровода включен в подъемный стояк после интегрированного в него последнего в направлении потока потребителя или интегрирован в соединительную арматуру между подъемным стояком (12) и главным трубопроводом системы трубопроводов.

7. Система питьевой или технической воды по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере в одном подъемном стояке (12) по меньшей мере с одним потребителем (6) включен регулируемый регулировочный клапан (7, 7.1), который, в зависимости от устанавливаемой температуры, при лежащей выше заданного значения температуре протекающей через стояк воды открывает поток до максимального значения, а при лежащей ниже температуре ограничивает поток до минимального значения, при этом регулировочный клапан (7, 7.1) трубопровода включен после последнего в направлении потока потребителя (6).

8. Система питьевой или технической воды по одному из пп.2-7, отличающаяся тем, что управление регулировочным клапаном (7, 7.1) трубопровода осуществляется с помощью датчика измерения температуры или измеряющего температуру исполнительного элемента, который расположен в пути потока воды через регулировочный клапан (7, 7.1) трубопровода.

9. Система питьевой или технической воды по п.1, отличающаяся тем, что между подключением (1) к коммунальной сети водоснабжения и системой трубопроводов установлен фильтр (2) для фильтрации бактерий.

10. Система питьевой или технической воды по п.1, отличающаяся тем, что в циркуляционном трубопроводе установлен циркуляционный насос (13).

11. Управляемый в зависимости от температуры клапан (101) для использования в системах холодной питьевой воды или холодной технической воды или для использования в системах питьевой или технической воды по п.1, отличающийся тем, что клапан (101) в зависимости от устанавливаемой или же неизменно установленной температуры при более высокой по сравнению с этой температурой температуре протекающей через клапан (101) среды открывает поток до максимального объемного потока, а при находящейся на более низкой температуре или на этой температуре протекающей через клапан (101) среды закрывает поток до остаточного объемного потока.

12. Клапан по п.11, отличающийся тем, что клапан (101) имеет определяющий поток регулировочный элемент (112), возможность управления или настройки которого в оба экстремальных положения обеспечивается с помощью измеряющего температуру протекающей среды исполнительного элемента непосредственно или через соединенный с ним привод.

13. Клапан по п.12, отличающийся тем, что исполнительный элемент является расположенным в протекающей среде термоэлементом (111) с элементом расширения по типу толкателя.

14. Клапан по п.11, отличающийся тем, что клапан (101) имеет корпус (102) с входом (103) и выходом (104) для протекающей среды.

15. Клапан по п.11, отличающийся тем, что клапан (101) предусмотрен в подключающей арматуре (119), с помощью которой кольцевой трубопровод соединен с главным питающим трубопроводом.

16. Клапан по любому из пп.11-15, отличающийся тем, что клапан (101) встроен в ответвляющийся от главного питающего трубопровода кольцевой трубопровод и что клапан (101) соединен с регулировочным элементом так, что при открытом для максимального объемного потока клапане главный питающий трубопровод закрывается так, что объемный поток главного питающего трубопровода проходит через кольцевой трубопровод, при этом при достижении заданной температуры клапан (101) уменьшает проток до остаточного потока и главный питающий трубопровод снова открывается.

17. Клапан по п.11, отличающийся тем, что клапан (101) имеет корпус (102) клапана с входом (103) для текучей среды и выходом (104) для текучей среды, а также соединенную с ними камеру (125), в которую вставлена клапанная вставка (105), которая соединена с входом (103) и выходом (104), при этом клапанная вставка (105) имеет втулку (106), в которой удерживается управляемый снаружи основной шпиндель (107) и которая имеет донное отверстие (115), которое открыто к входу (103), а также радиальные отверстия (126), которые открыты к выходу (104), при этом между лежащим внутри концом основного шпинделя (107) и имеющим донное отверстие (115) дном втулки (106) расположен пружинный элемент (113), который опирается на дно втулки и на расширяющийся под воздействием температуры параллельно оси шпинделя термоэлемент (111), который опирается на лежащий внутри конец шпинделя, при этом термоэлемент (111) принудительно связан с регулировочным элементом (112), который своим наружным окружным контуром (128) и образованным внутри втулки (106) контуром (127) образует проходной зазор (114), через который втекающая текучая среда проходит к радиальным отверстиям (126) втулки (106) и затем к выходу (104).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системе питьевой или технической воды с системой трубопроводов, которая имеет подключение к коммунальной сети водоснабжения, а также по меньшей мере один подающий стояк или подъемный стояк по меньшей мере с одним ответвляющимся от него этажным трубопроводом и/или по меньшей мере одним ответвляющимся в направлении протекания воды от подъемного стояка и/или от этажного трубопровода кольцевым трубопроводом, а также по меньшей мере одним подключенным к подъемному стояку и/или этажному трубопроводу и/или в кольцевой трубопровод потребителем, а также возвратным стояком, в котором оканчиваются подающий стояк и/или подъемный стояк и/или этажный трубопровод и/или кольцевой трубопровод.

В частности, изобретение относится к системе, в которой подается холодная питьевая или техническая вода. Как в системе для горячей питьевой и технической воды, так и в системе с холодной водой может происходить рост бактерий, таких как Pseudomonas aeruginosa (называемых в последующем псевдомонадами) или Legionelle, когда температура воды находится в благоприятном для их роста диапазоне между 9°С и 42°С. В этом отношении делается ссылка на источник система питьевой или технической воды, патент № 2493331 Mikrobiologisch-hygienische Aspekte des Vorkommens von Pseudomonas aeruginosa im Trinkwasserсистема питьевой или технической воды, патент № 2493331 (Микробиологические и гигиенические аспекты возникновения псевдомонады в питьевой воде), Energie/Wasser-Praxis 3, 2009.

В системах, описание которых приведено, например, в ЕР 1845207 А1, которые выполнены в виде кольцевых систем, необходимо для получения безупречного качества питьевой воды, а также для предотвращения нагревания холодной воды до недопустимо высоких температур, регулярно промывать установку. За счет этого сильно повышается расход воды, а также связанные с этим рабочие затраты. Если рассматривать питьевую воду как пищевой продукт, то воду необходимо удерживать на температуре ниже 9°С. В этом отношении также делается ссылка на указанный выше источник.

Как раз в разгар лета может происходить значительное превышение этой температуры поставляемой свежей воды. В этой связи делается ссылка на источник система питьевой или технической воды, патент № 2493331 Legionellenvermehrung in Kaltwasserleitungenсистема питьевой или технической воды, патент № 2493331 (Размножение легионелл в трубопроводах холодной воды), Arbeitskreistrinkwasserinstallation und Hygiene, RAS 06/2010. В соответствии с этим, даже при длительной промывке трубопроводов не исключается опасность размножения бактерий.

Из ЕР 1845207 А1 известна соответствующая система, в которой при инициировании промывки одновременно промываются все кольцевые трубопроводы. При этом используется клапан, с помощью которого обеспечивается возможность равномерной промывки всех кольцевых трубопроводов. Промывка осуществляется с равномерными интервалами времени, при этом не важно, имеется или нет в кольцевых трубопроводах повышенная температура воды. Это означает, что при каждой промывке происходит полная, однако неконтролируемая смена воды во всей установке.

Исходя из этого уровня техники, в основу изобретения положена задача создания системы питьевой или технической воды, с помощью которой с предотвращением высокого расхода воды и связанных с этим рабочих затрат обеспечивается соответствие находящейся в системе воды гигиеническим требованиям, т.е. не возникают недопустимо высокие концентрации бактерий, в частности, псевдомонад.

Для решения этой задачи, согласно изобретению, предлагается, что система трубопроводов образует из подающего стояка или подъемного стояка и возвратного стояка замкнутый циркуляционный трубопровод и что в этом циркуляционном трубопроводе интегрировано устройство для охлаждения протекающей воды, с помощью которого обеспечивается возможность охлаждения или охлаждается питьевая или техническая вода до заданной температуры.

За счет этого выполнения достигается то, что находящаяся в системе трубопроводов вода в основном целенаправленно может циркулировать в соответствующих трубопроводах, при этом температура протекающей в системе воды понижается до заданной температуры, т.е. предпочтительно ниже 9°С, за счет чего обеспечивается подавление роста бактерий, в частности, псевдомонад. При этом нет необходимости в повышенном расходе воды, поскольку вода может циркулировать в системе и лишь целенаправленно отводиться к потребителям. При этом циркулирующая вода направляется через устройство для охлаждения, например, охлаждающий агрегат, который охлаждает воду до гигиенически предпочтительной температуры, предпочтительно ниже 9°С. Вместо непосредственного пропускания через охлаждающий агрегат, охлаждение воды можно осуществлять также с помощью накопителя холодной воды, который снабжается охлаждающим агрегатом.

При этом при необходимости может быть предусмотрено, что подключение к сети водоснабжения осуществляется между выходом охлаждающего устройства и подающим или подъемным стояком.

В этом решении исходится из того, что сеть водоснабжения поставляет воду с достаточно низкой температурой. В этом случае подключение к сети водоснабжения может быть включено между выходом охлаждающего устройства и подающим или подъемным стояком.

В частности летом, т.е. при высоких наружных температурах, не всегда обеспечивается, что вода из сети водоснабжения имеет достаточно низкую температуру.

На этом основании предпочтительно предусмотрено, что подключение к сети водоснабжения включено в направлении потока перед входом охлаждающего устройства в кольцевой трубопровод.

При этом подача свежей воды происходит из сети водоснабжения уже перед охлаждением с помощью охлаждающего агрегата или накопителя холодной воды. Таким образом, также при высоких наружных температурах, как, например, в разгар лета, подаваемая из сети водоснабжения свежая вода охлаждается до гигиенически предпочтительной температуры.

Для достижения равномерного прохождения потока через всю систему трубопроводов необходимо гидравлическое выравнивание друг с другом отдельных трубопроводов. Это можно осуществлять с помощью статических регулировочных клапанов трубопроводов, однако с тем недостатком, что при длительном отборе воды в некоторых частях установки недостаточно протекаемые водой другие части установки могут недопустимо нагреваться.

Для достижения в этом случае, тем не менее, достаточного потока через все части установки и гидравлического регулирования в зависимости от температуры, с целью удерживания температуры холодной воды предпочтительно на 9°С, предлагается, что в один или в каждый кольцевой трубопровод по меньшей мере с одним потребителем включен регулируемый регулировочный клапан трубопровода, который, в зависимости от устанавливаемой температуры, при лежащей выше заданного значения температуре протекающей в кольцевом трубопроводе воды открывает поток до максимального значения, а при лежащей ниже температуре ограничивает поток до минимального значения, при этом регулировочный клапан трубопровода включен предпочтительно внутри кольцевого трубопровода в направлении потока после последнего потребителя или интегрирован в соединительную арматуру между кольцевым трубопроводом и главным трубопроводом системы трубопроводов.

При этом также для достижения целенаправленной циркуляции предлагается комбинировать кольцевой трубопровод с регулируемым регулировочным клапаном трубопровода, который при температуре ниже установленной на клапане температуры обеспечивает лишь остаточный объемный потока через клапан. При превышении установленной на клапане температуры это обнаруживается с помощью температурного датчика клапана и клапан открывается, так что кольцевой трубопровод полностью протекается. При достижении целевой температуры, т.е., например, 9°С, поток через клапан снова ограничивается до остаточного объемного потока, поскольку датчик температуры клапана устанавливает клапан в положение, в котором через клапан протекает лишь остаточный объемный поток.

Этот остаточный объемный поток необходим для обеспечения постоянного омывания датчика температуры в клапане и тем самым постоянного измерения фактической температуры в соответствующем кольце или трубопроводе. За счет зависящего от температуры открывания клапана на полное пропускание, полный поток проходит через отдельные участки так долго, пока не будет достигнута целевая температура, соответственно, только тогда, когда превышена целевая температура.

По той же причине согласно изобретению предусмотрено, что по меньшей мере в один или в каждый этажный трубопровод по меньшей мере с одним потребителем включен регулируемый регулировочный клапан трубопровода, который, в зависимости от устанавливаемой температуры, при лежащей выше заданного значения температуре протекающей через трубопровод воды открывает поток до максимального значения, а при лежащей ниже температуре ограничивает поток до минимального значения, при этом регулировочный клапан трубопровода предпочтительно включен в этажном трубопроводе в направлении потока воды после последнего потребителя или же интегрирован в соединительную арматуру между этажным трубопроводом и главным трубопроводом системы трубопроводов.

Также по той же причине изобретение предусматривает, что по меньшей мере в один подъемный стояк по меньшей мере с одним потребителем включен регулируемый регулировочный клапан трубопровода, который, в зависимости от устанавливаемой температуры, при лежащей выше заданного значения температуре протекающей через стояк воды открывает поток до максимального значения, а при лежащей ниже температуре ограничивает поток до минимального значения, при этом регулировочный клапан трубопровода предпочтительно включен после последнего в направлении потока воды потребителя.

При этом, в частности, предусмотрено, что управление регулировочным клапаном трубопровода осуществляется с помощью датчика измерения температуры или измеряющего температуру исполнительного элемента, который расположен в пути потока воды через регулировочный клапан трубопровода.

При нормальной работе не все регулируемые регулировочные клапаны трубопровода открыты одновременно, так что полное давление циркуляционной системы имеется в распоряжении для прохода потока через соответствующий участок, и тем самым на соответствующем участке может происходить быстрая смена воды.

Дополнительно к этому может быть предпочтительно предусмотрено, что между подключением к коммунальной сети водоснабжения и системой трубопроводов установлен фильтр для фильтрации бактерий.

Через такую фильтровальную систему направляется поступающая из сети питьевой воды свежая вода и, возможно, имеющиеся бактерии, такие как, например, псевдомонады или легионеллы, отфильтровываются из воды.

Для обеспечения достаточной циркуляции в системе дополнительно предусмотрено, что в системе циркуляции установлен циркуляционный насос.

За счет выполнения согласно изобретению достигаются существенные преимущества. Например, предотвращается недопустимое нагревание протекающей в системе питьевой воды, когда такие трубопроводы для питьевой воды проложены параллельно трубопроводам снабжения в каналах и шахтах, и трубопроводы снабжения имеют более высокую температуру или через них проходят потоки сред, которые имеют более высокую температуру.

Питьевая вода из сети водоснабжения, когда она имеет слишком высокую собственную температуру, может охлаждаться в системе до температуры, которая не допускает роста псевдомонад или других видов бактерий, при этом предпочтительно подключение для подводимой свежей воды находится перед входом охлаждающего устройства.

С помощью установленной на стороне входа системы фильтровальной системы можно надежно отфильтровывать псевдомонады и легионеллы. В соединении с установкой циркуляции холодной воды можно задавать температуру питьевой воды так, что надежно выполняются официальные требования, например, для больниц или т.п.

Кроме того, предметом изобретения является управляемый в зависимости от температуры клапан, в частности, циркуляционный клапан, в частности, регулировочный клапан трубопровода, для использования в системах холодной питьевой воды или в системах холодной технической воды, предпочтительно в системах питьевой или технической воды по любому из пп.1-9 формулы изобретения.

Если следовать правилу, что с питьевой водой следует обращаться как с пищевым продуктом, то необходимо обеспечивать пребывание температуры питьевой воды в трубопроводах всегда в гигиенически благоприятном диапазоне температуры ниже 9°С, с целью предотвращения загрязнения бактериями. Для обеспечения этого необходимо питьевую воду, как это известно из систем горячей воды, регулярно сменять в трубопроводах, что можно осуществлять посредством циркуляции или промывки системы.

Из ЕР 2098647 известна соединительная арматура для соединения кольцевых трубопроводов с подъемными стояками или этажными трубопроводами, которая должна обеспечивать надежное промывание кольцевого трубопровода. При применении этой соединительной арматуры кольцевые трубопроводы промываются при промывке или циркуляции независимо от того, имеется или нет в трубопроводе повышенная температура питьевой воды. Промывка осуществляется на основании различных сопротивлений потоку в кольцевом трубопроводе и соединительной арматуре. Это приводит при промывке к ненужно большому сбросу воды в канализацию. Другой недостаток состоит в том, что промывочная вода из имеющихся кольцевых трубопроводов смешивается со свежей водой и проходит через последующие кольцевые трубопроводы, что препятствует быстрой и полной смене воды. Поскольку подводящие стояки и/или кольцевые трубопроводы, как правило, имеют различную длину, то неблагоприятные стояки и/или кольцевые трубопроводы промываются плохо.

Из DE 10056715 А1 и DE 102005038699 В4 известны управляемые в зависимости от температуры клапаны для использования в системах горячей воды, которые выше устанавливаемой температуры воды обеспечивают остаточный объемный поток, а при уменьшении температуры ниже установленной температуры увеличивают объемный поток через клапан, с целью подачи в соответствующий стояк или соответствующий кольцевой трубопровод воды с достаточной температурой.

Исходя из уровня техники, в основу изобретения положена задача создания управляемого в зависимости от температуры клапана, в частности, управляемого с помощью температурного датчика перемещения, который можно использовать в системах холодной воды и который устанавливает объемный поток в циркуляционной или промывочной системе холодной воды так, что холодная питьевая вода или техническая вода протекает с определенной температурой через трубопроводы.

Для решения этой задачи согласно изобретению предлагается, что клапан, в зависимости от предпочтительно устанавливаемой или же неизменно установленной температуры, при более высокой по сравнению с этой температурой температуре протекающей через клапан среды открывает поток до максимального объемного потока, а при находящейся на более низкой температуре или на этой температуре протекающей через клапан среды закрывает поток до остаточного объемного потока.

Простое решение состоит в том, что в соответствующем клапане устанавливается неизменной температура, при которой должен происходить соответствующий процесс переключения клапана.

Однако предпочтительно предусмотрена возможность установки в клапане желаемой температуры. С помощью управляемого в зависимости от температуры клапана, в частности, с помощью управляемого температурным датчиком перемещения клапана, можно устанавливать объемный поток протекающей среды так, что питьевая вода или техническая вода с установленной на клапане температурой протекает через соответствующие трубопроводы. В частности, обеспечивается, что используемый в системах холодной питьевой воды или холодной технической воды клапан ниже установленной или устанавливаемой температуры среды, например, 9°С, пропускает лишь остаточный объемный поток, который служит для температурного управления клапаном, а выше устанавливаемой температуры, т.е. при недопустимых более высоких температурах, увеличивает объемный поток, с целью обеспечения промывки и отвода недопустимо нагретой воды. При этом регулирование может осуществляться термически с помощью находящегося в объемном потоке термоэлемента, например, с состыкованным с температурным датчиком перемещения, или с помощью регулировочного элемента, который управляется с помощью регулируемой в зависимости от температуры среды внешней энергии.

Предпочтительно предусмотрена также возможность регулирования уровня остаточного объемного потока, который пропускает клапан ниже температуры, например, 9°С. За счет этого можно индивидуально для каждого трубопровода согласовывать требуемую для каждого трубопровода энергию охлаждения.

Однако предпочтительно предусмотрено, что клапан имеет определяющий поток регулировочный элемент, возможность управления или установки которого в оба экстремальных положения обеспечивается с помощью измеряющего температуру протекающей среды исполнительного элемента непосредственно или через соединенный с ним привод.

В частности, предпочтительно предусмотрено, что исполнительный элемент является расположенным в протекающей среде термоэлементом с элементом расширения по типу толкателя.

В одном предпочтительном варианте выполнения предусмотрено, что клапан имеет корпус с входом и выходом для протекающей среды.

В другом предпочтительном варианте выполнения предусмотрено, что клапан предусмотрен в подключающей арматуре, с помощью которой кольцевой трубопровод подключен к главному питающему трубопроводу.

Дополнительно к этому предпочтительно предусмотрено, что клапан встроен в ответвляющийся от главного питающего трубопровода кольцевой трубопровод и что клапан соединен (состыкован) с регулировочным элементом так, что при открытом для максимального объемного потока клапане главный питающий трубопровод закрывается так, что объемный поток главного питающего трубопровода проходит через кольцевой трубопровод, при этом при достижении заданной (номинальной) температуры клапан снова уменьшает проток до остаточного объемного потока, а главный питающий трубопровод снова открывается.

Предусмотренный для управления клапаном регулировочный блок может быть расположен в отдельном корпусе или в подключающей арматуре, с помощью которой кольцевой трубопровод соединен с главным питающим трубопроводом. Регулировочный блок может быть также выполнен так, что при превышении заданной температуры интегрированный термоэлемент с помощью соответствующего температурного датчика перемещения открывает больший поток и одновременно перекрывает главный трубопровод системы, так что объемный поток главного трубопровода протекает через кольцевой трубопровод, в котором расположен управляемый в зависимости от температуры клапан. При достижении заданной температуры поток снова уменьшается с помощью управляемого в зависимости от температуры клапана до остаточного объемного потока, а главный трубопровод системы освобождается.

Ниже приводится подробное описание примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - циркуляционная система охлаждения с генератором холода и регулируемыми регулировочными клапанами в кольцевых трубопроводах;

фиг.2, 2А - циркуляционная система охлаждения с генератором холода и регулируемыми регулировочными клапанами в этажных трубопроводах;

фиг.3, 3А - циркуляционная система охлаждения с генератором холода и регулируемыми регулировочными клапанами в подъемных стояках;

фиг.4 - разрез клапана с клапанной вставкой, при этом клапан находится в положении "остаточный проток" и установленная температура соответствует температуре среды;

фиг.5 - фрагмент Х из фиг.4 в увеличенном масштабе;

фиг.6 - разрез клапана с корпусом клапана и клапанной вставкой при открытом клапане, когда температура среды выше установленной температуры;

фиг.7 - фрагмент Y из фиг.6 в увеличенном масштабе;

фиг.8 - разрез клапана с клапанной вставкой при закрытом клапане;

фиг.9 - фрагмент Z из фиг.8 в увеличенном масштабе;

фиг.10 - клапан со снятым ручным колесиком для установки температуры открывания, на виде сверху;

фиг.11 - клапан со снятым ручным колесиком для установки температуры открывания, в изометрической проекции;

фиг.12 - частичный разрез комбинации клапана с подключающей арматурой;

фиг.13 - средний продольный разрез клапанной вставки.

На фиг.1 показана циркуляционная система холодной воды, согласно изобретению. При этом свежая вода подается из коммунальной сети питьевой воды через подключение 1 и направляется через фильтр 2, который отфильтровывает из свежей воды возможно имеющиеся бактерии, такие как, например, псевдомонады или легионеллы. Через место 14 подключения свежая вода направляется в циркуляционную систему в процессах отбора воды. В циркуляционной системе, описание которой будет приведено ниже, циркуляция поддерживается с помощью циркуляционного насоса 13. Циркулирующая в циркуляционном контуре вода направляется через охлаждающее устройство, которое охлаждает воду, предпочтительно до температуры ниже 9°С, и тем самым обеспечивает в системе гигиенически предпочтительную температуру. Охлажденная вода направляется в системе в направлении стрелок и при этом через подъемный стояк 12 распределяется по отдельным этажным трубопроводам 4. К отдельным этажным трубопроводам 4 подключены через выходы 8 и входы 9 кольцевые трубопроводы 5. Путь прохождения потока в кольцевых трубопроводах 5 указан с помощью расположенных рядом стрелок. В этом направлении потока в кольцевых трубопроводах 5 предусмотрены потребители 6, такие как, например, души, краны или т.п., а также регулируемый регулировочный клапан 7 трубопровода. Регулировочный клапан трубопровода включен в кольцевом трубопроводе 5 после последнего потребителя 6. Он может быть также интегрирован в подключающую арматуру, которая расположена в зоне входа 9.

Регулируемый регулировочный клапан 7 трубопровода можно устанавливать (настраивать) на заданную (номинальную) температуру, при превышении которой регулируемый регулировочный клапан 7 трубопровода открывается, например, с помощью температурного датчика, а при опускании температуры ниже заданной температуры регулировочный клапан 7 трубопровода закрывается вплоть до остаточного потока. Этот остаточный поток в регулируемом регулировочном клапане 7 трубопровода постоянно омывает температурный датчик, и он может измерять фактическую температуру воды в кольцевом трубопроводе 5. При этом предпочтительно между выходом 8 и входом 9 кольцевого трубопровода в этажном трубопроводе 4 установлен дроссель 10, например, статический регулировочный клапан с функцией дросселя, с целью создания гидравлического равновесия между кольцевым трубопроводом 5 и этажным трубопроводом 4 и тем самым обеспечения остаточного потока в регулируемом регулировочном клапане 7 трубопровода.

Если температура в одном из кольцевых трубопроводов 5 повышается выше установленного в соответствующем регулировочном клапане 7 трубопровода значения, то проход через регулировочный клапан трубопровода полностью открывается, и сопротивление в системе трубопроводов падает значительно ниже сопротивления настраиваемого дросселя 10. Это приводит к тому, что полный циркуляционный поток направляется через кольцевой трубопровод 5, пока в кольцевом трубопроводе 5 снова не установится желаемая температура воды, так что регулировочный клапан 7 трубопровода устанавливается в положение с минимальным пропусканием. Таким образом, достигается, что поток протекает лишь через кольцевой трубопровод 5, в котором превышена допустимая заданная температура, с максимальным объемным потоком, так что происходит быстрая смена свежей водой.

На фиг.1 справа показан возвратный стояк 11.

На фиг.2, 2А показан другой вариант выполнения циркуляционной системы холодной воды согласно изобретению. В этом случае свежая вода из коммунальной сети водоснабжения вводится через подключение 1 в циркуляционную систему в направлении потока перед охлаждающим устройством 3 через вход 15, так что подаваемая свежая вода тотчас охлаждается, что особенно предпочтительно, когда свежая вода, например, летом, имеет повышенную температуру. Циркуляция холодной воды снова обеспечивается с помощью циркуляционного насоса 13. Через подъемный стояк 12 снабжаются несколько этажных трубопроводов 4, к которым подключены соответствующие многие потребители 6. На каждом лежащем в направлении потока после подключенных потребителей 6 конце этажных трубопроводов 4 расположен регулируемый регулировочный клапан 7, 7.1 трубопровода. Как уже указывалось применительно к фиг.1, этот регулируемый регулировочный клапан 7, 7.1 трубопровода ниже устанавливаемой температуры имеет остаточный объемный поток для определения фактической температуры воды в соответствующем этажном трубопроводе 4 с помощью датчика температуры регулировочного клапана 7, 7.1. Если температура падает ниже установленной температуры, то регулируемый регулировочный клапан 7, 7.1 трубопровода открывается и через соответствующий этажный трубопровод 4 протекает максимальный циркуляционный поток. Таким образом, возможна быстрая и целенаправленная смена воды в соответствующем этажном трубопроводе. Через возвратный стояк 11, который служит в качестве коллекторного стояка, вода направляется из этажных трубопроводов 4 снова в охлаждающий агрегат 3.

При этом обратный клапан 16 внизу в возвратном трубопроводе и обратный клапан 16 в подводящем свежую воду трубопроводе (подключение 1) предотвращает при отсутствии отбора воды обратное выталкивание циркулирующей воды с помощью циркуляционного насоса 13 в коммунальную сеть водоснабжения. Дополнительно к этому, обратный клапан 16 между точкой 15 входа и циркуляционным насосом 13 предотвращает протекание воды на основании возникающей вследствие падения давления при отборе воды разницы давления против направления циркуляции.

Наконец, на фиг.3, 3А показан другой вариант выполнения циркуляционной системы холодной воды. Как уже показано на фиг.2, свежая вода вводится в циркуляционную систему через вход 15 перед охлаждающим устройством 3. Охлаждающее устройство 3 состоит в этом варианте выполнения из холодильного агрегата (позиция 3) для создания холода, предпочтительно, например, теплового насоса и сообщающегося с ним накопителя 17 холода, в котором хранится создаваемый холод. Питьевая вода циркуляционной системы пропускается через этот накопитель 17 холода. За счет этого можно предотвращать недопустимый подъем температуры при больших расходах воды. При небольшом расходе воды или при отсутствии расхода воды (например, ночью) накопитель может с помощью холодильного агрегата 3 снова охлаждаться до требуемого уровня температуры. Циркуляция воды снова обеспечивается циркуляционным насосом 13, она направляется через накопитель 17 холода и через подъемный стояк 12 подается к верхнему распределительному трубопроводу 19, который распределяет воду на один или несколько этажных трубопроводов 18. В этих этажным трубопроводах 18 снова расположено несколько потребителей 6, при этом в находящейся в направлении потока на конце этажного трубопровода 18 зоне в контур включен регулируемый регулировочный клапан 7, 7.1 трубопровода. Функция этого регулировочного клапана 7, 7.1 трубопровода та же, что и в указанных выше вариантах выполнения, т.е. при температуре ниже устанавливаемой температуры регулируемый регулировочный клапан 7, 7.1 пропускает лишь остаточный объемный поток. При превышении установленной температуры включается полный поток, и вода соответствующего трубопровода 18 направляется в коллекторный трубопровод 20, который подает воду в охлаждающее устройство 3.

На фиг.4 показан управляемый в зависимости от температуры клапан 101, в частности регулировочный клапан, в варианте выполнения в виде проходного клапана. При этом вставка 105 клапана вставлена в корпус 102 клапана, который имеет вход 103 и выход 104. Вставка 105 клапана вставлена своим нижним концом в камеру 125 корпуса 102 клапана. Протекающая среда может входить через донное отверстие 115 втулки 106 вставки 105 клапана и выходить через радиальные отверстия 126 втулки 106 и далее через выход 104. Во втулке 106 вставки 105 клапана удерживается приводимый в действие сверху на чертежах основной шпиндель 107. Между лежащим внутри концом основного шпинделя 107 и имеющим донное отверстие 115 дном втулки 106 расположен пружинный элемент 113 в виде возвратной пружины, которая опирается на дно втулки 106 и на расширяющийся под воздействием температуры параллельно оси шпинделя термоэлемент 111, который в свою очередь опирается на лежащий внутри конец шпинделя. Термоэлемент 111 принудительно связан, предпочтительно соединен с регулировочным элементом 112, который своим наружным окружным контуром 128 и образованным внутри втулки 106 контуром 127 образует проходной зазор 114, через который протекающая текучая среда может проходить к радиальным отверстиям 126 втулки 106 и затем к выходу 104.

Протекающая среда протекает через лежащее на продольной оси вставки 105 клапана донное отверстие 115 и омывает находящийся непосредственно в объемном потоке термоэлемент 111. Он опирается на предусмотренный коаксиально основному шпинделю 107 другой шпиндель 109 для установки (настройки) температуры.

На фиг.4 и 5 клапан 101 показан в состоянии "остаточный поток", т.е. температура протекающей среды меньше или равна неизменно установленной заданной температуре или установленной с помощью шпинделя 109 для установки температуры заданной температуре. В этом положении проходной зазор 114 имеет свою наименьшую величину. Объемный поток имеет лишь величину, которая достаточна для омывания термоэлемента 111 и определения фактической температуры среды.

На фиг.5 показан в увеличенном масштабе проходной зазор 114.

На фиг.6 показан управляемый в зависимости от температуры регулировочный клапан 101 в открытом состоянии, т.е. температура протекающей среды выше неизменно (жестко) установленной заданной температуры или установленной с помощью шпинделя 109 для установки температуры заданной температуры. На основании более высокой температуры омывающей термоэлемент 111 среды, он, соответственно, его расширяющийся элемент расширяется, а именно, в направлении, параллельном оси шпинделя. Торцевая поверхность основного шпинделя 107 или в показанном примере выполнения шпинделя 109 служит для расширяющегося термоэлемента 111 в качестве неподвижного упора, так что ход термоэлемента 111 воспринимается возвратной пружиной 113 и тем самым происходит в осевом направлении к донному отверстию 115 втулки 106 вставки 105 клапана. Соединенный с термоэлементом 111 регулировочный элемент 112 принудительно следует за этим осевым ходом, за счет чего регулировочный зазор 114 на основании сдвига контура 128 регулировочного элемента 112 увеличивается относительно контура 127 втулки 106. Это увеличение проходного зазора 114 приводит к увеличению объемного потока.

На фиг.7 показан в увеличенном масштабе соответствующий фрагмент из фиг.6.

На фиг.8 и 9 показана другая особенность. При этом на фиг.8 регулировочный клапан показан в закрытом состоянии. Посредством поворота насаженного на основной шпиндель 107 ручного колесика 108 сдвигается в осевом направлении установленная без возможности проворачивания на верхней втулке 117 поводковая втулка 116 с помощью ходовой резьбы на основном шпинделе 107. При закрывании клапана 101 происходит осевое перемещение поводковой втулки 116 в направлении донного отверстия 115 втулки 106 клапанной вставки 105, при этом установленный на поводковой втулке 116 регулировочный элемент 112 увлекается в том же направлении вместе с термоэлементом 111 против силы возвратной пружины 113. Сдвиг осуществляется до тех пор, пока уплотнительное кольцо 118, которое закреплено на регулировочном элементе 112, не сядет на седло регулировочного зазора 114 и тем самым пока не перекроет объемный поток.

Соответствующий фрагмент показан в увеличенном масштабе на фиг.9.

На фиг.10 и 11 показана возможность установки температуры. Установка осуществляется с помощью предусмотренного коаксиально основному шпинделю 107 шпинделя 109 установки температуры, который на своей верхней наружной торцевой стороне имеет маркировку. На основном шпинделе 107 сверху установлено кольцо 110 шкалы с соответствующим диапазоном температуры. Посредством поворота шпинделя 109 установки температуры относительно основного шпинделя можно устанавливать маркировку шпинделя установки температуры на определенную температуру на кольце 110 шкалы. Поворотное движение шпинделя 109 установки температуры преобразуется с помощью резьбы в осевое перемещение относительно основного шпинделя 107. За счет осевого перемещения шпинделя 109 установки температуры сдвигается в соответствии с установленной температурой положение прилегающего к находящейся внутри клапана 101 торцевой стороне шпинделя 109 установки температуры термоэлемента 111.

На фиг.12 показан вариант выполнения, в котором предусмотрена подключающая арматура 119 для кольцевых трубопроводов. Входное подключение 120 и выходное подключение 121 включают подключающую арматуру 119 в трубопровод системы питьевой воды. В направлении протекания среды, обозначенном стрелками, за входным подключением 120 ответвляется выходное подключение 122 к кольцевому трубопроводу с одним или несколькими потребителями. После соединения с потребителями кольцевой трубопровод через входное подключение 123 соединен с подключающей арматурой 119. После входного подключения 123 кольцевого трубопровода расположена клапанная вставка 105. Таким образом, корпус подключающей арматуры образует приемный элемент для клапанной вставки 105 и обеспечивает возможность соответствующего притока и стока.

С помощью соответствующей клапанной вставки 105 объемный поток сокращается до остаточного потока, пока температура протекающей среды лежит ниже установленной (настроенной) на клапанной вставке 105 температуры. В направлении потока после клапанной вставки 105 подключение снова входит (оканчивается) в корпус подключающей арматуры 119. В непосредственном в примере выполнения соединении между подключениями 120 и 121 и ответвлениями к кольцевому трубопроводу 122 и 123 и от него может быть встроено гидравлическое сопротивление, например, в показанном примере выполнения дроссельный клапан 124. Установка такой подключающей арматуры 119 в систему циркуляции холодной воды обеспечивает возможность гидравлического выравнивания сопротивления потоку в различных частях установки. На фиг.12 показано лишь одно принципиальное расположение таких компонентов.

Наконец, на фиг.13 показана возможность применения соответствующей клапанной вставки 105 в проходном клапане, согласно фиг.4, или в подключающей арматуре 119, согласно фиг.12.

Изобретение не ограничивается показанными примерами выполнения и может изменяться в рамках раскрытия.

Все новые, раскрытые в описании и/или на чертежах отдельные и комбинированные признаки рассматриваются в качестве существенных для изобретения признаков.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2493331

patent-2493331.pdf

Класс E03B7/04 системы водоснабжения

сотовая система питьевого водоснабжения -  патент 2528461 (20.09.2014)
зонная система водоснабжения многоэтажного здания -  патент 2528442 (20.09.2014)
способ и устройство регулирования давления в сети водоснабжения -  патент 2334266 (20.09.2008)
система водоснабжения мегаполиса -  патент 2321706 (10.04.2008)
система снабжения здания теплом и холодной водой (система 3 т) -  патент 2287743 (20.11.2006)
теплоэнергетическая система -  патент 2279511 (10.07.2006)
система оборота воды в спиртопроизводстве -  патент 2279510 (10.07.2006)
система оборотного водоснабжения теплоэлектростанции -  патент 2278220 (20.06.2006)
резервуар для жидкости -  патент 2254422 (20.06.2005)
устройство охлаждения жидкости -  патент 2242569 (20.12.2004)

Класс E03C1/044 с обогревающими или охлаждающими устройствами в линии водоснабжения

Класс F16K21/00 Проходные клапаны для жидкости или газа

Наверх