Стиральная машина с предварительным нагревом. Как сократить тепловые потери воды в бассейне

Общая характеристика

Как правило, вода, подаваемая в котел из деаэратора, имеет температуру 105 °C. Вода, находящаяся внутри котла, имеет более высокие давление и температуру. Поступающая в котел вода состоит из возвратного конденсата, а также подпиточной воды для восполнения потерь. Возможна утилизация тепла посредством предварительного подогрева питательной воды, что позволяет снизить затраты топлива.

Предварительный подогрев может быть организован четырьмя способами:

с использованием отходящего тепла (например, от какого-либо технологического процесса): питательная вода может подогреваться за счет имеющегося потока отходящего тепла, например, с использованием водо-водяного теплообменника;
с использованием экономайзера: экономайзер ((1) на рис.) представляет собой теплообменник, позволяющий снизить расход топлива за счет передачи тепла дымовых газов питательной воде, поступающей в котел;
с использованием деаэрированной питательной воды: в дополнение к перечисленным методам, возможен предварительный подогрев конденсата, поступающего в деаэратор((2) на рис.), за счет тепла деаэрированной воды. Питательная вода, поступающая из резервуара для сбора конденсата ((3) на рис.), имеет меньшую температуру, чем вода, уже прошедшая деаэрацию. С помощью теплообменника можно организовать передачу части тепла от деаэрированной питательной воды конденсату, поступающему в деаэратор. Как следствие, температура деаэрированной питательной воды, поступающей в экономайзер ((1) на рис.), оказывается ниже. Это способствует более эффективному использованию тепла дымовых газов и снижению их температуры, поскольку теплопередача происходит при большей разнице температур. Одновременно это позволяет снизить расход пара на деаэрацию, поскольку температура поступающего в деаэратор конденсата оказывается выше;

Рис. Предварительный подогрев питательной воды

посредством установки теплообменника на входе в деаэратор с целью предварительного подогрева поступающей питательной воды за счет конденсации пара, используемого для деаэрации.

Перечисленные меры могут способствовать общему повышению энергоэффективности (КПД), т.е., снижению расхода топлива на получение определенного количества пара.

Экологические преимущества

Объемы энергосбережения, которые могут быть достигнуты за счет этих мер, зависят от температуры дымовых газов (или технологического процесса, тепло которого используется для подогрева), выбора теплообменных поверхностей и, в значительной степени, от давления пара.

Согласно широко распространенному представлению, использование экономайзера способно повысить КПД производства пара на 4 %. Для обеспечения непрерывной работы экономайзера следует регулировать подачу воды.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

К возможным недостаткам указанных четырех методов относится то, что их реализация требует дополнительного пространства для установки оборудования, а возможности для их использования сокращаются по мере увеличения сложности технологических процессов.

Производственная информация

Согласно данным производителей, широко применяются экономайзеры с номинальной мощностью 0,5 МВт. Экономайзеры с ребристыми трубами могут иметь номинальную мощность до 2 МВт и более. В случае номинальной мощности более 2 МВт, около 80 % поставляемых водотрубных котлов оборудованы экономайзерами, поскольку из применение окупается даже при односменной работе (при загрузке системы 60 - 70%).

Как правило, температура дымовых газов превышает температуру насыщенного пара примерно на 70 ºC. Для типичных промышленных паровых котлов температура дымовых газов составляет 180 °C. Нижний предел температуры этих газов определяется соответствующей кислотной точкой росы, которая зависит от используемого топлива и, в частности, от содержания в нем серы. Эта величина составляет примерно 160 °C для тяжелого мазута, 130 °C для легкого мазута, 100 °C для природного газа и 110 ºC для твердых отходов. В котлах, использующих в качестве теплоносителя термомасла, имеет место более интенсивная коррозия, и конструкция экономайзера должна предусматривать возможность замены соответствующих деталей. Коррозия деталей экономайзера усиливается, если температура дымовых газов падает существенно ниже кислотной точки росы, что может иметь место в случае значительного содержания серы в топливе.

Если температура газов в дымовой трубе оказывается ниже кислотной точки росы, в отсутствие специальных мер это приводит к образованию отложений сажи в трубе. Как следствие, экономайзеры часто оборудуют обводным газоходом, позволяющим пустить часть дымовых газов в обход экономайзера в случае недопустимого снижения температуры газов в трубе.

Как правило, каждые 20-40 ºC снижения температуры дымовых газов соответствуют повышению КПД системы примерно на 1%. Это означает, что, в зависимости от температуры газа и перепада температур на входе и выходе теплообменника, можно достичь повышения КПД на величину до 6-7%. Как правило, температура питательной воды, прошедшей через экономайзер, увеличивается со 103 до примерно 140 °C.

Применимость

На некоторых существующих предприятиях организация предварительного подогрева питательной воды сопряжена со значительными трудностями. Системы предварительного подогрева конденсата за счет тепла деаэрированной воды на практике применяются редко.

На предприятиях с высокой мощностью парогенерирующих систем подогрев питательной воды при помощи экономайзера является стандартной практикой. Однако и в этой ситуации возможно добиться повышения КПД на величину до 1% посредством увеличения разницы температур. Использование отходящего тепла других технологических процессов также является реалистичным вариантом для большинства предприятий. Потенциал для эффективного применения этого метода существует и на предприятиях с относительно невысокой мощностью парогенерирующих систем.

Экономические аспекты

Потенциал энергосбережения в результате организации предварительного подогрева питательной воды с помощью экономайзера зависит от ряда факторов, включая потребности конкретного производства, состояние дымовой трубы и характеристики дымовых газов. Окупаемость соответствующих инвестиций в условиях конкретной паровой системы зависит также от времени работы системы, фактических цен на топливо и географического положения предприятия.

На практике потенциал энергосбережения в результате предварительного подогрева питательной воды достигает нескольких процентов от общей энергии производимого пара. Поэтому даже для небольших котлов возможно достичь энергосбережения в объеме нескольких гигаватт-часов в год. Например, для котла мощностью 15 МВт можно достичь экономии в объеме примерно 5ГВт·ч/г, экономического эффекта в размере около 60 тыс. евро в год и сокращения выбросов CO 2 примерно на 1 тыс. т/год. Поскольку результаты пропорциональны масштабам установки, крупные предприятия могут добиться большего эффекта.

Во многих случаях температура дымовых газов, поступающих их котла в трубу, превышает температуру производимого пара на 100-150 ºC. Как правило, снижение температуры дымовых газов на каждые 20-40 ºC позволяет повысить КПД котла на 1%. За счет утилизации отходящего тепла экономайзер во многих случаях может обеспечить сокращение расхода топлива на 5-10% и обеспечить собственную окупаемость менее чем за два года. Потенциал энергосбережения за счет снижения температуры дымовых газов продемонстрирован в табл.

В предположении использования природного газа в качестве топлива, 15% избытка воздуха и конечной температуры дымовых газов 120 °C

По материалам "Справочного документа по наилучшим доступным технологиям обеспечения энергоэффективности"

Для того чтобы добавить описание энергосберегающей технологии в Каталог, заполните опросник и вышлите его на c пометкой «в Каталог» .

В конце 20-го века, в эпоху глобального централизованного отопления и подачи горячей воды, газовые колонки в домах считались пережитком и вызывали немалое опасение из-за небезопасной конструкции. В настоящее время, устройства для предварительного нагрева бытовой воды - бойлеры, находятся на новом пике популярности.

Автономные индивидуальные бойлеры позволяют не только иметь горячую воду бесперебойно почти при любых обстоятельствах, но и существенно рационализируют расход бюджетных средств. Детские сады, школы, поликлиники и больницы, небольшие частные предприятия успешно обеспечивают себя жизненно необходимой горячей водой, устанавливая мощные бойлеры. Их менее мощных собратьев всё чаще можно увидеть в квартирах многоэтажек и в дачных домиках. А частные коттеджи и таунхаусы поражают разнообразием этих водонагревательных агрегатов.

Виды бойлеров

Все многообразие современных нагревательных водных приборов - бойлеров, можно сгруппировать следующим образом:

По используемому источнику энергии - электрические, газовые, косвенного нагрева, комбинированные.
По материалу внутреннего покрытия камеры нагрева - стеклофарфор, нержавеющая сталь, титановое напыление.
По способу установки - напольные, навесные на кран или стену, врезные.
По принципу работы - проточные и накопительные.

Проточные бойлеры

неограничен временем нагрева и выдаваемыми объёмами горячей воды. Как правило, горячая вода из такого бойлера, не смешивается с холодной из соседнего крана и подаётся напрямую. Температура на выходе зависит от её входного показателя, мощности нагревательного элемента и напора воды. Это может приносить дополнительные неудобства поскольку, чем выше напор в централизованной системе, тем ниже температура.

Бывают однофазными или трёхфазными . Требуют большого количества электроэнергии и качественной проводки. Отличаются водонагревательными элементами: спирали - предпочтительнее для жёсткой воды; ТЭНы - более капризны к качеству воды, но на 15% энергоэкономичнее. Устанавливается на один (максимум два) разбора, собственно на носик у крана, врезается в стояк или навешивается на стену, в непосредственной близости от точки водораздачи.

Идеально подходят для обеспечения бесперебойной мойки посуды в быту и на профильных точках.

Газовые проточные бойлеры или колонки намного экономичнее чем электрические и намного комфортнее в эксплуатации. Основное их преимущество перед накопительными системами это мгновенный нагрев неограниченного количества воды и дальнейшая возможность смешения горячей и холодной перед выпуском в насадку. В отличие от электрических, один газовый бойлер осуществляет бесперебойный подогрев воды на все водораздачи. Эти водогреи не зависят от наличия э/э., в случае если они оснащены поджигом от батареек. Современные модели для небольших домовладений не нуждаются в дополнительном дымоходе.

Накопительные бойлеры

Отсутствие специфических требований к электропроводке и дипломатичные цены обеспечили накопительным бойлерам самую высокую популярность. При многочисленных вариантах названия таких агрегатов и в независимости от используемого источника энергии: накопительный, буферный, косвенного нагрева, газовый, электрический, комбинированный; их суть остаётся неизменной - вода вначале подогревается до выставленной температуры в резервуаре, а потом используется по мере необходимости.

Поэтому прежде чем отправится за покупкой такого бойлера, необходимо определиться с его кубатурой, которая зависит от количества членов семьи и точек водоразбора. Необходимый объём бойлера , из предложенных, в ассортименте от 15 до 1500 литров, можно рассчитать несколькими способами:

По формуле N х (Т - Т1) : (Т2 - Т1)

N = приблизительно от 4 до 10. Эта цифра характеризует ожидаемый расход горячей воды в литрах за одну минуту и зависит от силы её постоянного напора в центральной системе, разновидностей кранов, насадок и одновременного их использования.
Т = желаемая температура горячей воды на выходе.
Т1 = температура в кранах с холодной водой.
Т2 = заявленная температура горячей воды в техническом паспорте бойлере.

По уже готовым (приблизительным) расчётам:

20−50 л - для одного человека или небольшого дачного домика;
50−100 л - для семьи из 3 человек;
100−150 л - для семьи от 4 человек;
от 200 л и более - для частных домов (требует установки в отдельном помещении).

При выборе накопительного бойлера надо обращать внимание:

Электрические накопительные бойлеры дешевле чем газовые, но более дорогие в эксплуатации. Современные электрические бойлеры снабжают магниевым анодом, что дополнительно гарантирует защиту внутреннего слоя бака от коррозии, зато газовые будут снабжать горячей водой даже при отсутствии электричества. При выборе электрической модификации выбирайте мощный нагревательный элемент (оптимально 2 к. Вт) с оптимальной длиной и большой площадью охлаждения «сухого» ТЭНа, ведь от этого напрямую зависит время нагрева всего объёма воды, иначе существует возможность перерасхода э/э до восьми лишних часов работы в сутки.

В многоквартирных домах предпочтение отдаётся электрическим моделям, поэтому необходима консультация специалиста из Управляющей компании, по соответствию допустимой мощности уже существующих сетей. В случае перепланировки и капитального ремонта может потребоваться утверждение в энергонадзоре и энергосбыте, а в некоторых случаях необходимо согласование с компанией-застройщиком.

Комбинированные бойлеры и устройства косвенного нагрева

Среди владельцев больших частных домовладений, всё большей популярностью стали пользоваться бойлеры нового поколения . При всевозрастающей цене на энергоносители отапливать помещения больших площадей газом становится всё более нецелесообразным и владельцы такого жилья переходят на более современные способы обогрева при помощи многоконтурных котлов нового поколения работающих на деревянных, торфяных паллетах, бытовом мусоре, растительном сырье.

Именно такое выработанное тепло, используется в бойлерах косвенного подогрева санитарной воды. Они не имеют в своей конструкции собственного нагревательного элемента или источника. В змеевик установленный в резервуаре подаётся теплоноситель из основного контура (иногда из нескольких) и вследствие теплообмена вода становится горячей.

Для того чтобы работа косвенных водогреев стала возможной и в неотопительный сезон, в них встраивают электрические ТЭН ы или газовые горелки. Таким образом, комбинированный бойлер обеспечивает бесперебойную выработку горячей воды используя как твёрдые виды топлива, так и газ и электроэнергию.

Всегда горячей воды и мира вашему дому!

Как нагреть воду в бассейне - такой вопрос возникает у многих владельцев, создавших искусственный водоем на своем участке. При устройстве этот вопрос обычно упускают из вида, и возникает он только после первых попыток эксплуатации. Для комфортного купания температура воды должна быть не менее 22°C, для детей младшего возраста еще выше - 28-30°C. Солнечный свет прогревает воду довольно медленно, особенно весной, а в некоторых регионах и в начале лета. Вода, нагревшись за день, ночью отдает свою температуру окружающей среде. Потраченные на нагрев калории улетают в атмосферу. Поэтому наряду с устройством обогрева бассейна желательно позаботиться о теплоизоляции конструкции .

Различные способы нагрева воды

При устройстве системы обогрева воды количество необходимого тепла будет зависеть от объема бассейна. Тепло в наше время бесплатным не бывает. Любая попытка нагреть воду в бассейне на даче потребует определенных материальных затрат на топливо или электроэнергию.

Все известные и применяемые способы можно разделить на две группы:

временные устройства;
стационарные конструкции.

К временным устройствам можно отнести различные конструкции и способы, изготовленные из имеющихся в наличии материалов для одноразового или периодического нагрева бассейна. По окончании сезона купания они обычно демонтируются.

В качестве примера можно привести подогрев бассейна с использованием обычной металлической тачки. В нее загружаются дрова, разжигаются, тачка опускается в бассейн. Если глубина бассейна больше высоты тачки, можно придать ей необходимую плавучесть при помощи поплавков из пластиковых бутылок. Таким способом можно нагреть бассейн небольшого размера.

К стационарным конструкциям можно отнести:

тепловой насос;
водяные теплообменники;
солнечные батареи;
накопительные или проточные электрообогреватели.

Такие устройства устанавливаются в системе циркуляции воды и используются по прямому назначению в течение всего периода эксплуатации.

Тепловой насос своими руками изготовить довольно сложно. Промышленное изделие стоит очень дорого. Качественную установку и наладочные работы могут выполнить только специалисты. По этим причинам тепловой насос используется довольно редко, в основном для зон отдыха коттеджей VIP-класса.

Установка теплообменников

Теплообменник представляет собой герметичную емкость с системой тонкостенных трубок из меди или нержавейки. Внутри трубок циркулирует горячая вода из системы отопления, снаружи холодная вода из циркуляционной системы бассейна. Нагрев воды в бассейне происходит за счет теплопередачи. Некоторые модели теплообменников оснащаются системой автоматики, регулирующей температуру нагрева. Система состоит из дополнительного насоса, регулирующего клапана и термостата. Термостат по установленной температуре открывает и закрывает клапан. Владельцу в процессе эксплуатации нужно установить ручку регулирования температуры на желаемое значение.

Мощность различных моделей теплообменников находится в пределах от 10 до 200 кВт. Выбирать модель с необходимой мощностью нужно по объему воды для бассейна.

При запуске системы в эксплуатацию желательно не использовать максимальные параметры. Нагрев должен проходить постепенно, в течение определенного времени. Резкий перепад температур может отразиться как на работоспособности теплообменника, так и бассейне. Особенно, если отделка внутренней поверхности выполнена плиткой. После установления в бассейне необходимой температуры теплообменник перейдет в режим поддержания необходимых параметров, расход тепла резко снизится. Оптимально подключение устройства в системе циркуляции воды между насосом и системой очистки воды, чтобы реагенты и фильтрующий материал не попадали в емкости.

Основной проблемой при установке теплообменников является периодичность эксплуатации отопительной системы. С началом сезона купания отопительный сезон обычно заканчивается. Устранить этот недостаток можно при устройстве раздельной системы циркуляции подогревающей воды. В холодное время года теплообменник нужно отключать от системы отопления, а в теплое - отключать отопление, и запускать теплообменник. Для более рационального использования тепла при строительстве бассейна желательно устроить подогрев дна по типу «теплый пол».

Также можно использовать комбинированную конструкцию со встроенными в теплообменник ТЭНами. Для первичного разогрева бассейна можно задействовать все системы, для поддержания температуры использовать электрические нагреватели. При отсутствии теплообменников с комбинированным подогревом можно установить отдельный электрический водонагреватель для бассейна проточного типа до или после теплообменника.

В продаже имеются устройства различного исполнения, с горизонтальной или вертикальной установкой, корпусом из титана, нержавейки. Установку всех устройств этого типа для подогрева бассейна своими руками можно выполнить без особых проблем.

Солнечные батареи для бассейна

Подогрев воды в бассейне в районах с большим количеством солнечных дней можно выполнять при помощи солнечных коллекторов. Эти системы известны довольно давно, но практическое применение получили в последние годы в связи с повсеместным подорожанием энергоресурсов. Особенно актуально использование таких систем для дачи с ограниченными возможностями потребления электроэнергии и отопительной системой небольшой мощности. (рис.1)

Солнечный коллектор функционирует довольно просто. Устройство представляет собой систему трубок, соединительных коллекторов и экранов. Вся конструкция выкрашена в черный матовый цвет. Металл под солнечными лучами прогревается и передает тепло воде, циркулирующей по трубкам. Опыт эксплуатации показал, что вода может нагреваться до температуры 140°C. Такой обогреватель может обеспечить не только подогрев для бассейна, но и горячее водоснабжение в доме. Для оптимальной производительности промышленные изделия оснащены системой автоматики. При нагреве до определенной температуры включается циркуляционный насос, перекачивающий воду в накопительную емкость. При установке накопительного бака выше солнечного коллектора система может работать самостоятельно, за счет различной плотности горячей и холодной воды. Чтобы устроить бассейн с подогревом от солнечного коллектора, нужно создавать дополнительную систему циркуляции воды из накопительной емкости.

Производительность промышленных модулей позволяет нагревать системы с водой до 30 м 3 . Этого объема вполне достаточно, чтобы обеспечить подогрев в бассейне своими руками небольшого размера и обеспечить дачу горячим водоснабжением. При большем объеме бассейна нужно увеличивать количество блоков.

Различные системы автоматики позволяют перенаправлять воду по разным трубопроводам. Такая схема оптимизирует систему горячего водоснабжения и подогрев для бассейна.

Недостатком использования солнечных коллекторов является снижение производительности в пасмурные и дождливые дни.

Проточные электронагреватели

Самым простым способом подогревать воду в бассейне кажется использование проточных электрических водонагревателей. (рис.2) Вроде бы все довольно легко - установить нагреватель в систему циркуляции, запустить насос, включить в розетку, нажать при наличии на кнопку. Тем более, что подогреватели предназначены для работы с непрерывным потоком воды, имеют небольшие размеры, удобные соединительные штуцера. Корпус выполнен из материалов высокой прочности и надежности, ТЭНы имеют оболочку из нержавеющей стали. В качестве примера можно привести обогреватели марки «Intex».

Несмотря на все вышесказанное, у проточных обогревателей есть очевидные преимущества:

более высокая скорость нагрева;
регулятор температуры;
контроль по давлению воды (функция защиты);
удобство установки.

Поэтому перед установкой проточного подогревателя желательно тщательно взвесить все факторы и подумать об альтернативном способе подогрева бассейн.

Кроме описанных способов есть разные возможности устроить подогрев в бассейне самостоятельно.

При создании собственного устройства и способа нужно помнить о безопасности выполнения работ, собственной безопасности и ваших близких.

Даже использование устройств промышленного изготовления в нештатных ситуациях может привести к поражению электрическим током и несчастным случаям различной степени тяжести.

Изобретение относится к стиральным машинам, которые осуществляют нагрев воды. Заявленное изобретение направлено на решение задачи снижения энергопотребления во время стирки, повышения безопасности окружающих людей и продления срока службы канализации. Поставленная задача возникает при разработке и создании экономичных и безопасных стиральных машин. Стиральная машина состоит из баков 1 i , i=1,3, электромагнитных клапанов 2 i , i=1,6, насосов 3 i , i=1,2. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2544141

Изобретение относится к стиральным машинам, которые осуществляют нагрев воды.

Известны различные стиральные машины, осуществляющие стирку за счет вращения барабана и взаимодействия белья с моющим средством [С.Л. Корякин-Черняк. «Стиральные машины от А до Я» - М.: «Солон-Пресс»,. 2005 г. - 296 с.], [А.И. Лебедев. Анатомия стиральных машин. - М.: «Солон-Пресс»,. 2008 г. - 120 с.], состоящие из бака, электромагнитных клапанов, насоса, устройства управления и нагревателя. Стирка состоит из первой стирки (предварительной) и второй (основной).

Недостатком таких устройств являются:

Спуск использованной в процессе стирки нагретой воды в канализацию с высокой температурой, что приводит к преждевременному выходу из строя труб канализации и особенно уплотнителей;

Возможность возникновения ожогов людей, находящихся в ванной в момент стока нагретой воды, если сливной шланг закреплен на ванной.

Известно также устройство для предварительного подогрева воды, подогреваемой для душа с использованием свежей и хозяйственной воды, имеющее теплообменник, который соединен с опорной поверхностью душевого поддона. Теплообменник содержит замкнутый канал для прохождения жидкости, сообщенной с водой для душа. Через теплообменник проходит сток для хозяйственной воды. Для размещения теплообменника над основанием душевого поддона канал теплообменника приспособлен для размещения на верхней стороне основания душевого поддона. Сток, проходящий через теплообменник, также выполнен в виде канала, расположенного над основанием душевого поддона (DE, патент 3319638, кл. E03C 1/044, 1983).

Кроме этого, известно также душевое устройство с теплообменником и прямоточным подогревателем, которое содержит теплообменник между водой, вытекающей из душевого поддона, и свежей водой, поступающей в электрический прямоточный подогреватель и дополнительно подогреваемой в нем. Устройство имеет температурный датчик, который устанавливает фактическую температуру свежей воды, предварительно подогретой в теплообменнике. Необходимая электрическая мощность прямоточного подогревателя устанавливается в соответствии с разностью температур между фактической температурой и заданной температурой душевой воды, определяемой задатчиком, а также в соответствии с расходом свежей воды (DE, патент 3919543, E03C 1/044, 1990).

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является устройство, использующее теплообменник, который обменивается теплом с двигателем и обеспечивает необходимую воду для любого из циклов программы стирки. Вода должна быть взята на более раннем цикле и нагрета с помощью тепла, сгенерированного двигателем. Теплообменник соединен с баком одним концом для передачи нагретой воды в бак в соответствующем цикле. Тепло, сгенерированное двигателем, который приводит в движение барабан, используется для того, чтобы нагреть воду внутри теплообменника [Патент № 2401346, Россия, 2007. Стиральная машина /ОЗЮРТ Бекир (TR), КАНДЕМИР Нихат (TR), ДОРА Мурат (TR)] Недостатком данного устройства является небольшое количество тепловой энергии, выделяемой на современном электродвигателе, и соответственно невозможность нагрева необходимого количества воды (имеющей достаточно большую теплоемкость) до нужной температуры.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи снижения энергопотребления во время стирки, повышения безопасности окружающих людей и продления срока службы канализации.

Поставленная задача возникает при разработке и создании экономичных и безопасных стиральных машин.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее первый бак, первый насос, введены второй и третий бак, шесть электромагнитных клапанов, второй насос, второй и третий баки расположены ниже первого бака, между вторым и третьим баком имеется теплопроводящая среда, труба водоснабжения через первый электромагнитный клапан соединена с первым баком, а через четвертый электромагнитный клапан соединена со вторым баком, первый бак через второй электромагнитный клапан соединен с первым насосом, а через третий электромагнитный клапан соединен с третьим баком, второй бак через пятый электромагнитный клапан соединен со вторым насосом, а второй насос соединен с первым баком, третий бак через шестой электромагнитный клапан соединен с первым насосом.

Функциональная схема устройства представлена на чертеже. Стиральная машина состоит из баков 1 i , i=1,3, электромагнитных клапанов 2 i , i=1,6, насосов 3 i , i=1,2.

Второй и третий баки 1 2 и 1 3 расположены ниже первого бака 1 1 для осуществления возможности спуска воды из первого бака 1 i в третий бак 1 3 . В первом баке 1 1 имеется нагревательный элемент для нагрева воды. Между вторым баком 1 2 и третьим баком 1 3 имеется теплопроводящая среда.

Труба водоснабжения через первый электромагнитный клапан 2 1 соединена с первым баком 1 1 , а через четвертый электромагнитный клапан 2 4 соединена со вторым баком 1 2 .

Первый бак 1 1 через второй электромагнитный клапан 2 2 соединен с первым насосом 3 1 , а через третий электромагнитный клапан 2 3 соединен с третьим баком 1 3 .

Второй бак 1 2 через пятый электромагнитный клапан 2 5 соединен со вторым насосом 3 2 , а второй насос 3 2 соединен с первым баком 1 1 .

Третий бак 1 3 через шестой электромагнитный клапан 2 6 соединен с первым насосом 3 1 .

Устройство работает следующим образом в соответствии с этапами стирки белья.

1. Водопроводная вода через первый электромагнитный клапан 2 1 поступает в первый бак 1 1 для первой стирки.

2. Водопроводная вода через четвертый электромагнитный клапан 2 4 поступает во второй бак 1 2 для предварительного нагрева.

3. В процессе стирки вода в первом баке 1 1 подогревается до необходимой температуры, осуществляется стирка и по ее окончании спуск воды из первого бака 1 1 через третий электромагнитный клапан 2 3 в третий бак 1 3 . Между вторым баком 1 2 и третьим баком 1 3 осуществляется тепловой обмен, приводящий к увеличению температуры во втором баке 1 2 и к уменьшению температуры в третьем баке 1 3 .

4. Водопроводная вода через первый электромагнитный клапан 2 1 поступает в первый бак 1 1 для полоскания.

5. По окончании цикла полоскания осуществляется спуск воды из первого бака 1 1 в канализацию через второй электромагнитный клапан 2 2 и первый насос 3 1 .

6. За время полоскания и отжима вода во втором баке 1 2 нагрелась (предварительный нагрев), а в третьем баке 1 3 остыла. Нагретая во втором баке 1 2 вода через пятый электромагнитный клапан 2 5 закачивается вторым насосом 3 2 в первый бак 1 1 и, если необходимо, дополнительно подогревается. Затем осуществляется вторая стирка.

7. Сливается вода из третьего бака 1 3 через шестой электромагнитный клапан 2 6 и первый насос 3 1 в канализацию. Температура сливаемой воды из третьего бака 1 3 уже меньше, чем была при поступлении из первого бака 1 1 сразу после окончания первой стирки.

8. По окончании стирки осуществляется слив воды из первого бака 1 1 , полоскание и отжим.

Таким образом, во втором баке 1 2 осуществляется предварительный подогрев воды для второй стирки и одновременное охлаждение воды в третьем баке 1 3 , использованной в первой стирке, что приводит к уменьшению энергопотребления в процессе стирки, продлению срока эксплуатации канализации и повышению безопасности при использовании стиральной машиной.

Простота предварительно подогрева воды на основе теплообмена двух баков делает предварительный подогрев воды перспективным при использовании в стиральных машинах.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Стиральная машина с предварительным нагревом, содержащая первый бак, первый насос, отличающаяся тем, что в него введены второй и третий бак, шесть электромагнитных клапанов, второй насос, второй и третий баки расположены ниже первого бака, между вторым и третьим баком имеется теплопроводящая среда, труба водоснабжения через первый электромагнитный клапан соединена с первым баком, а через четвертый электромагнитный клапан соединена со вторым баком, первый бак через второй электромагнитный клапан соединен с первым насосом, а через третий электромагнитный клапан соединен с третьим баком, второй бак через пятый электромагнитный клапан соединен со вторым насосом, а второй насос соединен с первым баком, третий бак через шестой электромагнитный клапан соединен с первым насосом.

С каждым годом бассейны набирают популярность. Владельцы частных домов и загородных участков все чаще и чаще устанавливают бассейны - это удобно, престижно и относительно доступно. На этапе планирования покупки и проектирования бассейна, необходимо решить ряд вопросов, касающихся подогрева воды. Ведь использовать баcсейн хочется не только жарким летом, а и в холодное время года.

Существуют специальные устройства, нагревающие воду в бассейне до оптимальной температуры. Между собой они отличаются принципом действия, эффективностью использования, экономичностью работы и стоимостью.

Системы подогрева воды в бассейне

Подогрев воды необходим как для бассейнов, расположенных внутри помещения, так и для открытых бассейнов. Конечно, в летнее время вода в бассейне вполне прогреется и от прямых солнечных лучей, но с приближением осени, когда ночи становятся холодными, а дни все короче, возникает необходимость в дополнительных источниках тепла.

Для комфортного купания в бассейне (в зависимости от категории «купальщиков») температура воды должна иметь следующие показатели:

для активных, спортивных игр - 22 градуса;
для детей - 28-30 градусов;
для взрослых - 24-26 градусов;
для людей пожилого возраста - не менее 26 градусов.

Поддерживать оптимальную температуру воды в бассейне можно при помощи специальных нагревательных устройств, выбор которых определяет систему нагрева.

Системы подогрева воды в бассейне можно разделить на два типа:

подогрев за счет электронагревателя;
подогрев за счет теплообмена.

К системе подогрева на основе теплообмена относятся:

теплообменники, действующие на основе солнечной энергии;
теплообменники, в которых главными источниками тепла является центральная система водоснабжения, отопительный котел;
теплообменники, использующие другие источники тепла (тепловой насос).

На основании расчета подогрева воды в бассейне, в котором будут учтены все особенности конструкции и эксплуатации, выбирается система нагрева воды для бассейна.

Устройства для подогрева воды: принцип работы, преимущества и недостатки

проточный электронагреватель - оптимальный вариант для малогабаритного бассейна

Электронагреватель для бассейна, пожалуй, самый простой и доступный способ подогрева воды. Основное предназначение устройство - нагрев непрерывного потока воды с минимальным колебанием давления.

Принцип работы нагревателя: вода циркулирует через корпус, в котором находятся ТЭНы. Корпус нагревателя изготавливается из нержавеющей стали, титана или качественного пластика, а ТЭНы - из прочных сплавов нержавеющей стали, способных выдерживать высокие температуры. Устанавливается электронагреватель за фильтрующим оборудованием, поэтому вода в бассейн поступает уже очищенная.

Для размещения теплового оборудования не требуется отдельное большое помещение, так как нагреватель имеет компактные габариты - достаточно небольшой крытой будочки.

Покупая, проточный водонагреватель для бассейна, следует обратить внимание на следующие параметры.

Мощность устройства (3-18 кВт). Некоторые модели рассчитаны на подключение через трехфазную сеть. Для закрытых бассейнов, находящихся внутри помещения, мощность нагревателя рассчитывается исходя из 0,3-0,5 кВт на 1 кв.м. бассейна, для открытых - 0,5-1 кВт.
Максимальная температура нагрева. У большинства проточных электронагревателей для бассейнов этот показатель составляет 30-40 градусов.
Объем протока и рабочее давление.
Наличие защитных и регулирующих устройств (датчика защиты от перегрева, термостата и датчика потока), которые обезопасят устройство от поломок.
Материалы изготовления электронагревателя. Более долговечными считаются нагреватели, корпус которых выполнен из нержавеющей стали.

Следует учитывать, что при значительных теплопотерях (бассейны открытого типа или бассейны, расположенные в неотапливаемых помещениях) расход электроэнергии значительно возрастает

Мощности проточных нагревателей недостаточно для больших бассейнов, объемом более 35 куб.метров, особенно, если такой бассейн расположен на улице. Кроме того, такой агрегат нельзя применять в доме с ограничением на энергопотребление или «слабой» проводкой.

Небольшие нагреватели (мощность 3 кВт) часто используют для подогрева воды в бассейнах Intex и других надувных и каркасных бассейнах.

При этом важно помнить, что во время работы нагревателя находиться в бассейне строго запрещено!

Преимущества проточных нагревателей:

нагрев воды происходит достаточно быстро;
с помощью термостата можно регулировать температуру воды;
при отсутствии воды срабатывает датчик потока, отключающий подогрев воды;
компактные размеры оборудования;
система управления - автоматизирована.

Недостатки электронагревателя:

существенные денежные расходы на подогрев воды (большое потребление электроэнергии);
небольшая мощность;
не во всех домах есть возможность установки данной системы.

Солнечные коллекторы - инновационный подход к подогреву бассейна

Солнце - неиссякаемый источник тепла, который можно эффективно использовать для подогрева воды в открытом и закрытом бассейне.

Многие считают, что для открытого бассейна достаточно тепла от прямых солнечных лучей. Однако это утверждение верно только тогда, когда бассейн расположен на солнечном участке. А если он расположен под навесом или в помещении? С применением гелиосистем, солнечный подогрев воды в бассейне становиться более регулируемым.

Солнечная система нагрева воды состоит из трех главных элементов:

солнечного коллектора (трубки, соединенные между собой на большом экране);
фильтра насоса;
клапана управления.

Механизм действия гелиосистемы довольно прост. При интенсивном солнечном освещении датчики отдают команду автоматическому отводному клапану направить поток воды из бассейна через теплообменник коллектора. Внутри теплообменника будет происходить подогрев воды за счет теплоносителя, циркулирующего в замкнутой гелиосистеме (коллекторные трубки).

При достижении заданной температуры нагрева, вода поступает обратно в бассейн. Если солнечный коллектор остыл (пасмурная погода), то вода через него не циркулирует.

Солнечный коллектор обычно размещается на крыше или на хорошо освещенном участке.

Для обогрева в оды в бассейне могут быть использованы следующие виды солнечных коллекторов:

высокоселективные плоские и плоские коллекторы;
вакуумные трубчатые коллекторы.

Их выбор будет зависеть от климатических условий региона, места установки и объема подогреваемой воды.

При расчете размеров гелиосистемы (площади коллекторов) необходимо учитывать ряд факторов:

параметры бассейна;
тип бассейна (закрытый, открытый);
посещаемость бассейна;
укрывается бассейн или нет;
требуемая температура нагрева воды (минимальная и максимальная);
место установки и угол наклона коллектора.

Для открытого бассейна поверхность установки должна составлять около 70-100% площади поверхности воды, для крытого - около 60% этой площади

К преимуществам гелиосистем относятся:

универсальность использования - может применяться для подогрева воды в бассейне и для снабжения частного дома горячей водой;
удобство управления;
быстрый подогрев воды;
расходы на обслуживание системы практически отсутствуют.

Недостатки использования «солнечной» системы:

коэффициент теплоотдачи коллектора резко уменьшается в пасмурную погоду;
покупка оборудования и установка гелиосистемы стоит достаточно дорого.

Теплообменник - существенная экономия средств на подогреве воды

Для подогрева воды в бассейне довольно часто используют теплообменники, которые подключаются непосредственно к отопительной системе дома.

Внешне теплообменник напоминает большую колбу, а внутри устройства находится змеевик, через который проходит горячая вода (теплоноситель). Вода из бассейна находится вокруг змеевика, омывает его, и нагревается.

Из общей отопительной системы в змеевик вода поступает благодаря циркуляционному насосу, работа которого регулируется электромагнитным клапаном. Клапан, в свою очередь, управляется термостатом. Хозяин бассейн устанавливает уровень температуры, а остальной процесс регулируется автоматикой.

Основной критерий выбора теплообменника - его мощность, которая может достигать 200 кВт. Выбор мощности напрямую зависит от объема бассейна.

При первом запуске теплообменника, необходимая температура воды будет достигнута только спустя 28 часов. Такой длительный и постепенный нагрев нужен, для избегания приборного коллапса, связанного с расширением жидкости. Дальнейшая работа устройства заключается в поддержании заданной температуры.

Размещается теплообменник после насосной и фильтровочной станцией, но перед дезинфицирующей системой, чтоб избежать лишнего контакта оборудования с хлором, содержащимся в воде. В бассейнах с морской или сильно хлорированной водой лучше устанавливать титановые теплообменники.

Достоинства теплообменников:

экономия средств на подогреве воды;
высокая мощность, которая позволяет применять устройства для обогрева больших бассейнов;
легкость в управлении (все процессы автоматизированы).

К недостаткам теплообменника можно отнести длительный нагрев воды.

Тепловой насос - энергия окружающей среды, как источник тепла для бассейна

Использование теплового насоса - достаточно новый способ подогрева воды, работа которого основана на принципе многоступенчатого переноса тепла с различных теплоносителей при помощи конденсата, сжатия газов и др.

Первоначальным источником тепла (первой ступеней нагрева) могут быть бытовые (промышленные) стоки, тепло, выделяемое при очистке дымовых газов, тепло грунтовых, термальных вод. Любые источники, температура которых хотя бы немного превышает температуру воды в бассейне, могут использоваться тепловым насосом для обогрева бассейна.

Принцип действия теплового насоса заключается в следующем. Рабочая жидкость (смесь тосола и воды) прокачивается через трубопровод, расположенный под землей. За счет температуры грунта рабочая жидкость на выходе прогревается на пару градусов, и направляется в теплообменник, где передает полученное тепло хладагенту.

Хладагент, соприкасаясь с подогретой жидкостью, моментально закипает - образуется пар, который поступает в компрессор и сжимается там до 25 атмосфер. При сжатии происходит резкий подъем температуры до 50-55 градусов. Полученная энергия расходуется на обогрев дома или воды для бассейна.

Значительная доля энергии растрачивается на функционирование цикличной работы системы (хладагент и рабочая жидкость, пройдя через систему охлаждения, встречаются и цикл повторяется).

Мощности тепловых насосов достаточно, чтоб обеспечить полноценный обогрев не только бассейна, а и загородного коттеджа в целом.

Преимущества использования тепловых насосов:

быстрый и достаточный нагрев воды, помещения;
большая мощность;
использование альтернативных бесплатных источников тепла.

На сегодняшний день тепловые насосы не нашли широко применения, за счет своей дороговизны.

Топливный водонагреватель - использование газа и жидкого топлива для нагрева воды

Топливный нагреватель - оборудование, работающее на жидком топливе или на пропане (газовые нагреватели). Они достаточно эффективны и экономичны, при условии, что используются не только для подогрева воды бассейна, а для обогрева дома.

Перед использованием топливного нагревателя придется решить ряд вопросов:

получение разрешения на установку оборудования;
регистрация и надлежащее оформление документов;
установка противопожарной системы;
постройка дымоотвода;
контроль запасов топлива.

Для поддержания оптимальной температуры воды в бассейне могут использоваться такие топливные агрегаты:

Достоинства топливных нагревателей:

экономный расход топлива;
возможность комплексного использования нагревателя (отопление дома, обогрев воды);
автоматизация системы.

Недостатки нагревателей:

сложности при оформлении, регистрации и установке;
большие первоначальные затраты на покупку оборудования;
некоторые системы требуют проведение ежегодной чистки.

Как сократить тепловые потери воды в бассейне

Эффективность работы любой нагревательной установки значительно увеличится, если своевременно позаботиться об уменьшении тепловых потерь:

Тип, мощность системы обогрева и ее стоимость будут зависеть от конструктивных особенностей бассейна. Установку оборудования лучше доверить профессионалам, которые смогут гарантировать бесперебойность и безопасность использования нагревательных элементов.