Выбор стиля

Выбор
Выбор
Выбор

Устройство утилизации тепла сточных вод

Устройство утилизации тепла сточных вод

Оцените материал
(1 Голосовать)

 Устройство утилизации (рекуперации) тепла сточных вод УУ(Р)ТСВ (ПРОЕКТ)Устройство утилизации (рекуперации) тепла сточных вод УУ(Р)ТСВ (ПРОЕКТ)

  • Устройство утилизации (рекуперации) тепла сточных вод УУ(Р)ТСВ - изобретение простое и понятное и относится к теплоэнергетике. Позволяет использовать низкопотенциальные источники тепла, в том числе хозяйственно-бытовые стоки (канализационные воды) и другие тепловые отходы, для предварительного подогрева воды до подачи в нагреватели (электрические, газовые), а также для нагрева других жидкостей, газов. Почти как самогонный аппарат. Именно почти, поэтому и патентоспособно.
  • preview
    Известны способы горячего водоснабжения жилых зданий по которым горячую воду нагревают в электроводонагревателе, использованную горячую воду сливают в канализацию, причем исходную холодную воду перед нагревом в нагревателе подогревают с помощью теплового насоса, а в качестве низкопотенциального источника тепла для теплового насоса применяют использованную (канализационную) горячую воду. Однако, эти решения предполагают использование дорогостоящего теплового насоса.
  • preview

  • Утилизаторы тепла сточных вод, применяемые (в РФ экспериментально, в развитых странах почти массово), обладая большой эффективностью, в то же время имеют много минусов, а именно:
    • в составе имеют дорогостоящий тепловой насос, нуждающийся в грамотной эксплуатации
    • из-за малых скоростей сточных вод имеют большую площадь теплообменника
    • из-за малых скоростей (ламинарности потока) сточных вод и илистых включений (отложений) теплообменники заиливаются, ухудшая теплообмен
    • из-за высокой стоимости тепловых насосов и ввиду того, что возможны хищения цветных металлов, получить финансирование для их установки в странах с невысоким уровнем жизни проблематично
    • большие потери тепла при транспортировке (температура сточных вод понижается до 15 градусов)
     Невысокая стоимость позволит установить их и в неохраняемых подвалах домов (близко к источнику тепла и к потребителю). Близость к источнику тепла позволяет рекупировать (утилизовать) тепло сточных вод без потерь при транспортировке, т.е. утилизатор отбирает то тепло, которое в случае с тепловыми насосами будет теряется при транспортировке. Создан и испытан автономный компактный теплоутилизатор для установки (время установки 15 минут) в канализационную сеть внутри квартиры. Оригинальность идеи в том, что для интенсификации теплопередачи и препятствования заиливанию используется струя (в автономном случае струя создается напором водопроводной воды)
  • preview
    Струя жидкости (газа, пара), подаваемая тангенциально в канализационную трубу выполняет сразу несколько функций:
    • за счет сообщения струей тангенциальной скорости сточным водам и турбулизации потока увеличивается коэффициент теплопередачи от сточных вод к нагреваемой жидкости, а значит, позволяет уменьшить габариты теплообменника
    • эта же струя не дает заиливаться стенкам теплообменника со временем (сточные воды текут по спиральной траектории с большой скоростью, тем самым очищая стенки теплообменника от ила) и избавляет от необходимости периодической чистки
    • эта же струя сообщает скорость сточным водам, которые омывают по спирали всю внутреннюю поверхность теплообменника, увеличивая площадь теплообмена без увеличения длины теплообменника
    • теплоутилизатор имеет такое же проходное сечение, что и канализационные трубы, не создает дополнительное гидравлическое сопротивление за счет сообщения дополнительной небольшой осевой составляющей скорости сточным водам в направлении течения
    preview
    Применение изобретения не ограничивается только нагревателями воды. Устройство может применяться совместно с тепловыми насосами для повышения их эффективности (теплообменник станет компактнее и не будет заиливаться)



    В России из-за ограниченной мощности и отсутствия трехфазной сети в квартирах среди производителей электрических проточных нагревателей процветали производители (Atmor, Edisson,...) нагревателей до 6-7 кВт. Даже такие бренды, как AEG, Stiebel-Eltron, Siemens,... ранее производившие только трехфазные проточные нагреватели мощностью от 9 кВт и выше, сегодня выпускают однофазные ПН мощностью 4-6 кВт, смирившись с тем, что этой мощности недостаточно для комфортного душа. И даже специальные насадки, дающие очень тонкие струи, никак не изменяют их производительность (поток воды). Теплоутилизатор, созданный на основе предлагаемого изобретения позволяет вернуть до трети тепловой энергии сточных вод при использовании существующих проточных нагревателей и до половины энергии при изготовлении принципиально нового проточного нагревателя, нагревающего воду за счет электрической энергии и тепловой энергии сточных вод. Это позволит получить поток, сравнимый с потоком трехфазных проточных нагревателей мощностью от 9 кВт, при затратах электрической энергии около 6 кВт. А то, что со стоками уходит огромное количество тепла (ДЕНЕГ), , известно каждому.

    preview
    Устройство утилизации тепла сточных вод может быть изготовлено под любые размеры канализационных труб при сохранении технологии и используемых материалов. Также возможно изготовление компактного теплоутилизатора и подогревателя воды в одном корпусе с рабочим давлением свыше 20 атм. с эффективностью в 1,5 раза большей, чем у обычных проточных водонагревателей. Также возможно использование теплоутилизатора совместно с утилизаторами тепла на основе тепловых насосов как для подогрева фреона, так и для подогрева воды в двухконтурных системах. При использовании совместно с тепловыми насосами эффективнее утилизировать большую часть тепла на теплоутилизаторе на основе предлагаемого изобретения с коэффициентом производительности тепла СОР (COP) более 10, т.к. на создание струи электрической энергии затрачивается менее 1/10 (одной десятой) части возвращаемой тепловой энергии, а оставшуюся часть тепла уже можно утилизировать и с помощью теплового насоса.

    Проблема с заиливанием решена в аналоге, производимом в Японии. Японцы для очистки приспособили установленные внутри щетки, что существенно увеличивает стоимость теплообменника и габариты. Утилизаторы тепла на основе тепловых насосов не являются конкурирующей продукцией ввиду огромной разницы в цене. Да и утилизатор на основе изобретения скорее повысит их потребительские свойства при совместном использовании, повысив их производительность и надежность. Для автономного утилизатора и утилизатора-нагревателя, конкурирующей продукцией можно считать газовые колонки (не везде есть возможность установки) и электрические накопительные нагреватели воды, которые не могут обеспечить моментально водой (время готовности от 1 до 3 часов), имеют большие габариты. При совместном использовании с накопительными нагревателями время готовности к использованию и стоимость подогрева воды у последних будет меньше.

    preview
    1. Владельцы проточных водонагревателей для установки в канализационную сеть внутри квартиры для получения большего потока горячей воды без увеличения потребляемой мощности.
    2. Будущие приобретатели проточных водонагревателей, процентное соотношение которых вырастет из-за внедрения изобретения. Часть поклонников накопительных нагревателей захотят купить уже проточный водонагреватель на основе изобретения.
    3. Владельцы уже установленных теплоутилизаторов на основе тепловых насосов в качестве теплообменника для уменьшения затрат по обслуживанию (чистке), не будет нужды фильтровать сточные воды от механических примесей и отпадет необходимость борьбы с заиливанием, что повысит надежность таких теплоутилизаторов, а также снизит стоимость и эксплуатационные расходы.
    4. Заводы, предприятия, бассейны, бани, гостиницы и т.п. для утилизации тепла сточных вод, не решившиеся на такой шаг ввиду дороговизны тепловых насосов и содержания большого количества цветных металлов, а также из-за необходимости в обслуживании. При установке в неохраняемых местах новые теплоутилизаторы (часть, содержащая медь) может быть исполнена в антивандальном исполнении путем заливки, например, бетоном, т.к. эта часть не нуждается в уходе и имеет огромный срок службы.
    5. Возможно, владельцы накопительных нагревателей, т.к. при этом уменьшится время нагрева до готовности к использованию и снизятся затраты на нагрев воды.
    6. Для уменьшения расхода центральной горячей воды ее можно разбавлять холодной водой, немного подогретой за счет сточных вод, тем самым уменьшив расход горячей воды, причем холодная вода будет подогреваться только тогда, когда есть потребление горячей, т.е. когда этого захочет потребитель - значит, можно использовать везде, где есть водопровод.
  • preview
    При отключении горячей воды на 21 день летом и периодически зимой, мы задаемся вопросом ЧТО ДЕЛАТЬ.

    Лучшими потребительскими свойствами в снабжении горячей водой, безусловно, обладают газовые проточные нагреватели (так называемые газовые колонки), как по стоимости нагрева воды, так и по обеспечению достаточно большого потока горячей воды. Но газовые нагреватели также имеют свои минусы, например, необходимость достаточной вентиляции в жилых домах и запрет на использование газа в нежилых помещениях, необходимость наличия самого газа.

    Достаточный поток горячей воды обеспечивают также накопительные электрические нагреватели, но стоимость нагрева у них выше, чем даже у обычных проточных электрических водонагревателей за счет потерь тепла в течение суток. Также они занимают большой объем, имеют большое время нагрева (от 1 часа) до готовности к использованию, малые предельные давления из-за больших размеров бака, большую стоимость и нуждаются в обслуживании.

    Проточные электрические нагреватели не имели бы минусов для потребителя, если бы не ограниченная электрическая мощность на вводе в квартиру. Они компакты, выдерживают большие давления, воду нагревают моментально, не нуждаются в уходе, но… мы имеем ограничение в 8,8 кВт (40 Ампер) электрической энергии, из которых нельзя забрать более 6 кВт энергии на нагрев воды, так как есть еще другие электробытовые приборы. Вот если бы было три фазы, как в Германии, и хотя бы 12 кВт…

    Проточный водонагреватель мощностью 6 кВт, отличается слабым потоком воды (производительностью), условия которого не дотягивают до комфортных.

    Если у поставщика электроэнергии найдутся технические возможности для увеличения лимита, стоить это будет не дешево.
    Замена автомата защиты от перегрузок на щитке и электропроводки до квартиры на более толстый, тоже не выход. В этой жизни не так все просто.
    preview

    Как выясняется, ничего другого нам не оставили, как вернуть тепло, уходящее в канализацию, т.е. поставить утилизатор тепла сточных вод. Напоминаю, что проточный водонагреватель мощностью 6 кВт "сливает" в канализацию почти те же 6 кВт энергии. И опять же, узнав, сколько стоят все те теплоутилизаторы, которые существуют в мире, желание «получать комфорт» поубавится. Но не стоит впадать в уныние, т.к. совсем не далек тот день, когда в розничной продаже появятся теплоутилизаторы, стоимость которых будет на порядок ниже стоимости существующих ныне утилизаторов. И тогда, нам не придется мириться с поставками недогретой воды или вообще ее отсутствием, с неприятными запахами горячей воды, потому что мы сами себе можем греть, предварительно очистив холодную. У кого стоят дома фильтры горячей воды, тот меня поймет без слов. А у кого их еще нет, то для сведения: у нас дешевле очистить холодную воду, а потом ее нагреть, чем чистить горячую воду, подаваемую централизованно. Убедиться в этом можно, посмотрев на цены и ресурс фильтров для горячей воды.
    О другом (причем не малом) сегменте рынка, т.е. о владельцах заводов, фабрик, гостиниц, бань, бассейнов и т.п. забывать тоже не стоит. Уж кто-кто, а они то умеют считать деньги, т.е. тепло, сбрасываемое стоками. Владельцы утилизаторов на основе тепловых насосов тоже захотят повысить их эффективность и надежность (тоже сегмент - хоть и небольшой). Утилизатор может применяться в каждой квартире для уменьшения расхода более дорогой горячей воды (и более грязной) путем увеличения расхода более дешевой холодной воды (и более чистой). Вышесказанное позволяет рассчитывать на огромный рынок потребителей. Теплоутилизаторы на основе тепловых насосов, конечно же, очень эффективны. Только вот требуют огромных первоначальных финансовых вложений и при сегодняшних ценах на топливо внутри России окупаются лет так через 10. Да и вода в канализации не самая чистая, т.е. содержит ил и механические включения. А потому приходится чистить и чистить. Либо воду канализационную до подачи в теплоутилизатор, либо сами теплоутилизаторы, либо и то и другое.
    preview
    Японцы вот, народ умный, и вот до чего они додумались. «Для удаления большинства взвешенных твердых частиц в стоках применяется автоматический фильтр. Очищаются трубы теплообменника установленными внутри щетками». Автомат он, конечно, не сантехник, за работу на бутылку не попросит, и по пьяни оборудование не сломает. Но... Японцам дорогостоящие устройства внедрять легче, у них своего топлива нет, а потому их оборудование в Японии себя окупит быстро, а вот попробовали бы они у нас свое оборудование окупить. Вышеизложенное позволяет понять, почему же такая оригинальная (так и хочется сказать гениальная или хотя бы уникальная) идея по очистке теплообменника от грязи и ила с помощью струи, которая еще и увеличивает теплоотдачу сточных вод, не пришла им до сих пор в голову.

    Аналогично с Китаем и Кореей, потому как все они слишком трудолюбивы, а как мне кажется, прогресс делают ленивые. В Индии тепла и так хватает, но огромный неудовлетворенный спрос (может удовлетворенный НЕспрос) на горячую воду. Итак, позволю сделать заключение, что Азия не конкурентоспособна с нами в этой (и только) области. США в этом плане мало отличается от Японии, да еще они все верят, что музыку (цены на энергоносители) они будут заказывать. Южная Америка близка к Индии, и в потребностях горячей воды тоже. Одна Бразилия чего стоит, кажется пятую часть проточных нагревателей потребляет! А что же Европа? Эти ребята и умны, и пунктуальны, так еще и объединились. Причина - думаю, в их абсолютной "правильности" и организованности… Вот чехи решили, что в отличие от японцев, они будут периодически чистить специальными средствами. В комплекте предлагают купить " Средство для очистки изготавливаются компанией SUBIO под названием FreeLine. Поставляются в виде порошка а также жидкости." ЕВРОПА - одним словом! Вышесказанное позволяет рассчитывать на огромный рынок потребителей и в мире. Итак, мы имеем

    preview

    Прежде чем перейти к способу продвижения продукции упомянем о таком свойстве утилизатора, как понятность принципа действия и простота монтажа. Эти два фактора, на наш взгляд, дают утилизатору огромное преимущество при распространении населению:
    - простота конструкции - потребитель сам видит, что ломаться нечему;
    - не требуется никаких специальных знаний для установки и эксплуатации;
    - малое время монтажа - демонтажа без специальных знаний и навыков;
    - ощутимость эффекта любым человеком без использования измерительных приборов (организм чувствует, что утилизатор увеличивает эффективность нагрева воды).

    После ознакомления рынка с продукцией предполагается приступить к продаже лицензии на производство предприятиям-брендам

    Основным сегментом рынка, который будет потреблять бытовые утилизаторы тепла, будет рынок электрических проточных нагревателей, хотя остальные типы нагревателей (газовые проточные и накопительные, электрические накопительные и др.) тоже улучшат свои потребительские свойства при использовании бытовых теплоутилизаторов.

    По информации, предоставленной BSRIA и опубликованной на сайте НЕКОММЕРЧЕСКОГО ПАРТНЕРСТВА АВОК «В 2001 году объем мирового рынка (ВСЕХ - комментарий автора) водонагревателей вырос до 10,8 млрд. долл. и соответственно 52,9 млн. шт. Несмотря на общий спад, ожидается рост на 3,1% по всем типам продукции с преобладанием электрических емкостных водонагревателей (4,6%) за счет Индии и Китая. Наибольший объем рынка – в США, совместно с Китаем, Бразилией, Японией составляет 65% объема продаж в натуральном выражении. С точки зрения потенциала роста, Китай превосходит остальные страны (прогнозируемый рост в 2000–2004 годах – 3,8 млн. шт.); США, Бразилия, Индия, Россия и Мексика также демонстрируют большие возможности роста рынка».

    Относительно рынка электрических проточных водонагревателей
    «Рынок электрических проточных водонагревателей очень неоднородный, лишь в некоторых странах их доля значительна. Выделяют четыре типа устройств:
    — душевые с электронагревом, где греющий элемент встроен в душевую головку (встречаются в Бразилии и еще в одной или двух латиноамериканских странах);
    — традиционные душевые установки, в которых к проточному водонагревателю присоединяется шланг (распространены в Великобритании, России и частично на Дальнем Востоке);
    — умывальники, по конструкции подобные душевым, но меньшей мощности, где к водонагревателю присоединяется водоразборный кран;
    — мощные проточные электроводонагреватели для всего дома с питанием 3-фазным током. Мировой рынок практически полностью сосредоточен в Германии, где принято 3-фазное электропитание жилых домов.
    preview
    На мировом рынке доминирует Бразилия с оригинальной конструкцией душевых, которые продаются в количестве 10 млн. шт. в год. Имеется много местных сегментов рынка.

    В России и Великобритании также большие рынки. В Великобритании традиционно преобладают электрические душевые установки, тогда как в России существует более равномерное распределение между душевыми и умывальниками. Мощность электрических душей в Великобритании достигает 10 кВт, однако они составляют лишь небольшую часть от общего объема предлагаемых душевых установок.

    В Германии полностью доминируют 3-фазные нагреватели. Обычно их мощность составляет 18 кВт и более.

    Бразилия и Индия входят в число стран с большим потенциалом роста рынка в период 2000–2004 годов. Кроме того, быстрый рост ожидается в России, Великобритании, Китае, самый высокий темп роста предполагается на Тайване.

    Поставки в значительной степени распределены между региональными / континентальными производителями. Merloni, Stiebel Eltron, Siemens, Triton – единственные, кто выходит за пределы континента, но ни одна из этих фирм не сильна в Бразилии, сосредоточившей 67% мирового рынка. Здесь рынком владеют четыре основных местных компании. Структура поставок на крупнейших рынках других стран также включает ряд серьезных местных производителей, например, Atmor (Израиль и Россия), Mira, Geinsborough (Великобритания) и Matsushita, Joven (Сингапур и Малайзия)»

    По данным отчета, подготовленного департаментом маркетинговых исследований Research.TechArt маркетинговой группы ТЕКАРТ «Объем российского рынка в 2005 году превысит 100 млн. евро.

    Объемы продаж по типам водонагревателей распределятся примерно следующим образом:
    газовые проточные водонагреватели - 34%
    электрические накопительные - 51%
    электрические проточные - 14%
    газовые накопительные - 1%

    На российском рынке представлена продукция как отечественного, так и зарубежного производства. К сожалению, в рейтинге популярности пока лидирует импортная продукция: Ariston, AEG, Stiebel Eltron, Electrolux, Thermex. Российские производители наиболее сильны в сегменте газовых водонагревателей: их доля в нем превышает 75%».

    По данным же интернет-портала Ваш Дом.RU «Проанализируем спрос на водонагреватели, воспользовавшись данными поисковой машины Яндекс (как самой посещаемой российской поисковой системой). Сразу отметим, что результаты анализа поисковых запросов несколько отличаются от официальной статистики продаж.

    1. Проточные водонагреватели популярней накопительных.
    В среднем по анализу данных за год - на 10%.»

    Из этих данных можно сделать вывод, что огромная часть населения, первоначально склонная к приобретению проточных нагревателей, вынужденно приобретает накопительные. Причину же этого я вижу как раз в том, что при той мощности 8 кВт, выделенной на одну квартиру, проточные водонагреватели не могут обеспечить поток, достаточный для комфортного приема душа. Т.е. проточный водонагреватель на основе изобретения позволит дополнительно увеличить рынок поклонников проточных электрических нагревателей.
    preview
    Объем рынка ТОЛЬКО электрических проточных водонагревателей в России составляет не менее 14 млн. ЕВРО и почти полностью заполнена импортной продукцией.

    Из того же отчета следует, что рынок не стабилен по временам года «На рынке водонагревателей силен сезонный фактор. Большая часть продаж приходится на весну и лето, а осенью и зимой наблюдается небольшое снижение активности покупателей». Но даже сезонный характер спроса позволяет судить об огромном спросе.По данным ATMOR «Более 6 миллионов водонагревателей ATMOR используется сейчас в России, а в мире более 10 миллионов. Данное обстоятельство позволяет определять ATMOR, как самого крупного поставщика проточных водонагревателей в России и в ряде других стран».

    Материалы обзора позволяют судить об огромном ожидаемом спросе на бытовые утилизаторы тепла, а также на утилизатор-нагреватель воды на основе изобретения.
    На мой же взгляд, особенно интересными для защиты патента являются такие страны, как Бразилия и Великобритания. Интересными – Индия, Китай, Германия, США, Мексика, страны ближнего зарубежья                                                                                                                     Автор проекта: Никитин Василий  https://ecoteco.ru/id172/

preview

Так как рекуперация не может быть применена с канализационными трубами в составе вод которых присутствуют фекальные массы. Для системы рекуперации требуется проложить отдельную трубу, для отдельного сбора «серой воды» То-есть для работы рекуперативной системы пригодна «серая вода» без крупных включений, способных засорить ситему.  ( Разделение стоков на две составляющие ) 

Необходимо выделить площадь в цокольном или подвальном помещении для установки системы для установки. Но на практике это обычно не вызывает большой трудности.

 Каскадное подключение рекуператоров экономически выгодно и  энергоэффективно. Возможно предоставление индивидуального расчета необходимой системы

( Проект системы рекуперации ) 


  • Стоимость каскадных систем

    Модель  рекуператора Стоимость каскада системы, включая  коллектор 
    Каскад 8  RVA-2560, 120лит/мин. 

    Восемь рекуператоров с обвязкой:     144 900 руб.

    Каскад 8  RVA-2060,   96лит/мин.

    Восемь рекуператоров с обвязкой:     128 900 руб.

    Каскад 8  RVA-2550,   80лит/мин.

    Восемь рекуператоров с обвязкой:     120 500 руб.

    Каскад 8  RVA-2050,  64лит/мин.

    Восемь рекуператоров с обвязкой:     104 800 руб.

     Модульная разборная система,    количество рекуператоров в каскаде  можно менять
    Установка каскада Обычно 10% стоимости системы (зависит от тех. условий)
  • Фотогалерея выполненных проектов

  • Часто задаваемые вопросы

    Этот раздел позволяет  найти ответы на вопросы самостоятельно, без ожидания отклика со стороны службы поддержки, такие как:

    1. Что это за прибор, назначение, зачем мне это нужно?
    2. Уменя частный дом, когда вернуться деньги, затраченные на приобретение рекуператора?
    3. Фитнес клуб, когда вернуться деньги, затраченные на приобретение рекуператора?
    4. Сколько электроэнергии расходует рекуператор Вашего производства?
    5. Как часто нужно обслуживать, какие расходные комплектующие мне нужны?
    6. Насколько надежен рекуператор, Какой срок его работы?
    7. Могу ли использовать рекуператор у себя дома?

    Ответы на вопросы (FAQ) 

 

Прочитано 79 раз