Способ поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата и система для его осуществления
Изобретения относятся к аквавендинговым аппаратам, т.е к автоматам продажи воды, получаемой из водопроводной воды путем ее обработки, предназначенным для работы на улице при отрицательных температурах окружающего воздуха. Техническая проблема заключается в необходимости снижения расхода электроэнергии в процессе эксплуатации аквавендингового аппарата при отрицательных температурах окружающего воздуха. Технический результат заключается в использовании тепловой энергии воды, находящейся в акварезервуаре. Аквавендинговый аппарат содержит корпус (1), вентилятор (9) и акварезервуар (4) для питьевой воды, выполненный металлическим и расположенный в нижней части корпуса (1) на расстоянии от днища (3) корпуса (1), так что между днищем (3) и плоскостью (7) расположения днища (6) акварезервуара (4) образовано функциональное пространство (8), в котором расположен вентилятор (9). Кроме того, боковые стенки (5) акварезервуара (4) сопряжены с охватывающими их боковыми стенками (2) корпуса (1), так что между охватывающими боковыми стенками (2) корпуса (1) и охватываемыми боковыми стенками (5) акварезервуара (4) образованы боковые зазоры δ. Способ заключается в том, что в эти зазоры при нахождении в акварезервуаре (4) воды и при отрицательной температуре окружающего воздуха осуществляют нагнетание вентилятором (9) воздуха из функционального пространства (8). 2 н. и 1 з.п ф-лы, 2 ил.
Область техники, к которой относятся изобретения
Изобретения относятся к аквавендинговым аппаратам (автоматам продажи воды), содержащим акварезервуар для питьевой воды, получаемой из водопроводной воды путем ее обработки, и предназначенным для работы на улице при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Уровень техники
Известны аквавендинговые аппараты (автоматы продажи воды), содержащие корпус и расположенный в корпусе акварезервуар для питьевой воды, получаемой из водопроводной воды путем ее обработки, и предназначенные для работы при отрицательных температурах окружающего воздуха за счет использования электрической системы климат-контроля внутреннего пространства корпуса автомата (см., например, описание полезной модели по патенту RU №113043 U1, МПК G07F 13/00, опубликовано 27.01.2012 Бюл. №3, патентообладатель Бакалейко В.В.; описание полезной модели по патенту RU №173506 U1, МПК G07F 13/00, опубликовано 29.08.2017 Бюл. №25, патентообладатель Решетников М.В.).
Как видно, в известных аквавендинговых аппаратах для поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата в процессе его (аппарата) эксплуатации при отрицательных температурах окружающего воздуха используется расположенный в корпусе электронагревательный элемент, управляемый системой автоматического регулирования температуры внутри корпуса.
Что касается заявленных для патентования технических решений (способ и система), то в них для этих целей впервые используется тепловая энергия воды, находящейся в акварезервуаре, при этом в уровне техники не выявлены технические решения, использующие тепловую энергию воды для поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата.
Причина, препятствующая получению в известных в уровне технике аквавендинговых аппаратах заявленного технического результата, заключается в использовании электрической энергии для поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата.
Техническая проблема, на решение которой направлены заявленные для патентования изобретения (способ и система), заключается в необходимости снижения расхода электроэнергии в процессе эксплуатации аквавендингового аппарата при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Раскрытие сущности изобретений
Технический результат, опосредствующий решение указанной технической проблемы, заключается в использовании тепловой энергии воды, находящейся в акварезервуаре (а также дополнительно тепловой энергии ультрафиолетового излучателя, находящегося в этой воде), для поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата, что приводит к снижению потребления электроэнергии в процессе эксплуатации аквавендингового аппарата при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Достигается технический результат в способе тем, что заявленный способ поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата, содержащего вентилятор и акварезервуар для питьевой воды, выполненный металлическим и расположенный в нижней части корпуса аквавендингового аппарата на расстоянии от днища корпуса аквавендингового аппарата, так что между днищем корпуса аквавендингового аппарата и плоскостью расположения днища акварезервуара образовано функциональное пространство, в котором расположен вентилятор, при этом боковые стенки акварезервуара сопряжены с охватывающими их боковыми стенками корпуса аквавендингового аппарата, так что между охватывающими боковыми стенками корпуса аквавендингового аппарата и охватываемыми боковыми стенками акварезервуара образованы боковые зазоры, заключается в том, что в эти зазоры при нахождении в акварезервуаре воды и при отрицательной температуре окружающего воздуха осуществляют нагнетание указанным вентилятором воздуха из указанного функционального пространства.
Достигается технический результат в системе благодаря тому, что заявленная система поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата, в котором расположен выполненный из металла акварезервуар для питьевой воды, получаемой посредством очистки водопроводной воды, характеризуется тем, что акварезервуар расположен в нижней части корпуса аквавендингового аппарата на расстоянии от днища корпуса аквавендингового аппарата, так что между днищем корпуса аквавендингового аппарата и плоскостью расположения днища акварезервуара образовано функциональное пространство, в котором расположен вентилятор, при этом боковые стенки акварезервуара сопряжены с охватывающими их боковыми стенками корпуса аквавендингового аппарата, так что между охватывающими боковыми стенками корпуса аквавендингового аппарата и охватываемыми боковыми стенками акварезервуара образованы боковые зазоры для прохождения воздуха, нагнетаемого указанным вентилятором.
Дополнительно технический результат в заявленной системе достигается тем, что она содержит регулятор температуры, электрический нагревательный элемент, соединенный с выходом регулятора, и соединенный с входом регулятора первичный преобразователь температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата в электрический сигнал, при этом электрический нагревательный элемент расположен в указанном функциональном пространстве на линии потока воздуха от указанного вентилятора.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 приведено схематическое изображение продольного (вертикального) сечения аквавендингового аппарата, на котором показаны только корпус, акварезервуар и вентилятор; на фиг. 2 - вид А-А на фиг. 1.
Осуществление изобретений
Аквавендинговый аппарат содержит выполненный из металла и термоизолированный изнутри корпус 1 аквавендингового аппарата, представляющий собой полый прямоугольный параллелепипед с четырьмя боковыми стенками 2 и днищем 3. При этом одна боковая стенка 2 (боковая грань) корпуса 1 выполнена в виде двери, выполняющей функцию лицевой панели аквавендингового аппарата (дверь на фигурах не выделена).
Аквавендинговый аппарат также содержит выполненный из металла без термоизоляции акварезервуар 4 для питьевой воды с четырьмя боковыми стенками 5 и днищем 6, расположенным в некоторой горизонтальной плоскости 7.
Кроме того, аппарат содержит расположенные в верхней части корпуса 1 (т.е. выше акварезервуара 4) средства подготовки питьевой воды из водопроводной воды (не показаны) и средства выдачи питьевой воды в тару покупателя питьевой воды из акварезервуара 4 (не показаны).
При этом акварезервуар 4 расположен в нижней части корпуса 1 на расстоянии от днища 3 корпуса 1, так что между днищем 3 и плоскостью 7 расположения днища 6 акварезервуара 4 образовано функциональное пространство 8, в котором расположен вентилятор 9.
Кроме того, акварезервуар 4 выполнен и расположен так, что его боковые стенки 5 сопряжены с охватывающими их боковыми стенками 2 корпуса 1, так что между охватывающими стенками 2 и охватываемыми стенками 5 образованы боковые зазоры д для прохождения воздуха, нагнетаемого вентилятором 9.
Кроме того, в акварезервуаре 4 расположен источник ультрафиолетового излучения (не показан), предназначенный, прежде всего, для дезинфекции находящейся в акварезервуаре 4 питьевой воды. Однако, поскольку в этом источнике лишь небольшая часть электрической энергии обеспечивает искомое ультрафиолетовое излучение (примерно 8%), то другая его (электроэнергии) часть превращается в тепловую энергию, дополнительно нагревающую питьевую воду в акварезервуаре 4.
Понятие «зазор» является широко известным в машиностроении: «Зазор в машиностроении - расстояние между двумя поверхностями сопряженных деталей машин и других конструкций; определяется как разность внутреннего размера охватывающей детали и наружного размера охватываемой детали» (см.: Политехнический словарь / Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. - С. 173).
В контексте приведенного определения в заявленных технических решениях (способе и системе) охватываемой деталью является акварезервуар 4, взятый в части его боковых стенок 5, а охватывающей деталью является корпус 1, взятый в части его боковых стенок 2. Так определяемый «зазор» исчерпывающе указывает на возможность прохождения через него воздуха, нагнетаемого вентилятором 9 из функционального пространства 8 в зазоры 3 с заданной скоростью, а именно такой, которая обеспечивает оптимальный теплообмен этого воздуха с находящейся в акварезервуаре 4 водой через боковые стенки 5 и днище 6 акварезервуара 4.
Работа системы и пример осуществления способа заключается в следующем.
Вода из водопровода проходит через средства очистки, дезинфекции и кондиционирования воды (фильтры, мембрана и др.) и, становясь питьевой, поступает в акварезервуар 4, снабженный ультрафиолетовым излучателем для непрерывной дезинфекции питьевой воды (не показан), находящейся в акварезервуаре 4. По запросу покупателя происходит выдача в тару покупателя питьевой воды из акварезервуара 4, который по команде контроллера сразу же пополняется новой питьевой водой, полученной из водопроводной воды путем ее очистки. Таким образом, в акварезервуаре 4 всегда находится питьевая вода, которая по мере продажи обновляется и, вследствие этого, всегда имеет положительную температуру, дополнительно поддерживаемую находящимся в акварезервуаре 4 источником ультрафиолетового излучения. При этом вентилятор 9 включен при выполнении двух условий: наличия воды в акварезервуаре 4 и отрицательной температуры окружающего воздуха.
Вентилятор 9 обеспечивает подачу воздуха из функционального пространства 8 в зазор 3 с одной стороны акварезервуара 4. Этот воздух проходит через этот зазор и нагревается от воды, находящейся в акварезервуаре 4, через соответствующую стенку 5 акварезервуара 4 и поднимается в верхнюю часть корпуса 1. Там (вверху) температура воздуха снижается и он через зазор (или зазоры) с другой стороны акварезервуара 4 опускается в нижнюю часть корпуса 1, проходя через зазор нагревается от воды, находящейся в акварезервуаре 4, через соответствующую стенку 5 акварезервуара 4 и попадает в функциональное пространство 8 на вход вентилятора 9, замыкая тем самым цикл кругового движения воздуха внутри корпуса 1; при этом и в функциональном пространстве 8 происходит нагрев воздуха от воды, находящейся в акварезервуаре 4, через днище 6.
Такое поддержание положительной температуры воздуха только за счет тепловой энергии воды в акварезервуаре 4, дополненной теплом от источника ультрафиолетового излучения, возможно при относительно небольших отрицательных температурах окружающего воздуха (например, до -10°С). При существенно более низкой температуре окружающего воздуха (например, -30°С) указанной тепловой энергии будет недостаточно и тогда контроллер в помощь основной системе нагрева воздуха от воды акварезервуара 4 подключает дополнительную систему нагрева воздуха при помощи электронагревателя, установленного в функциональном пространстве 8 на линии потока воздуха от вентилятора 9. При таких обстоятельствах, когда в регионе эксплуатации аквавендингового аппарата возможны чрезмерно низкие отрицательные температуры, вместо вентилятора 9 сразу же надо устанавливать тепловентилятор.
Таким образом, использование тепловой энергии воды, всегда находящейся в акварезервуаре 4 (энергии, дополненной тепловой энергией от источника ультрафиолетового излучения, находящегося в воде акварезервуара 4), для нагрева воздуха внутри корпуса 1, в одних случаях исключает необходимость применения электронагревателя, в других случаях уменьшает время работы электронагревателя, что в любом случае позволяет существенно экономить электроэнергию в процессе эксплуатации аквавендингового аппарата в зимнее время.
1. Способ поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата, содержащего вентилятор и акварезервуар для питьевой воды, выполненный металлическим и расположенный в нижней части корпуса аквавендингового аппарата на расстоянии от днища корпуса аквавендингового аппарата, так что между днищем корпуса аквавендингового аппарата и плоскостью расположения днища акварезервуара образовано функциональное пространство, в котором расположен вентилятор, при этом боковые стенки акварезервуара сопряжены с охватывающими их боковыми стенками корпуса аквавендингового аппарата, так что между охватывающими боковыми стенками корпуса аквавендингового аппарата и охватываемыми боковыми стенками акварезервуара образованы боковые зазоры, заключающийся в том, что в эти зазоры при нахождении в акварезервуаре воды и при отрицательной температуре окружающего воздуха осуществляют нагнетание указанным вентилятором воздуха из указанного функционального пространства.
2. Система поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата, в котором расположен выполненный из металла акварезервуар для питьевой воды, получаемой посредством очистки водопроводной воды, характеризующаяся тем, что акварезервуар расположен в нижней части корпуса аквавендингового аппарата на расстоянии от днища корпуса аквавендингового аппарата, так что между днищем корпуса аквавендингового аппарата и плоскостью расположения днища акварезервуара образовано функциональное пространство, в котором расположен вентилятор, при этом боковые стенки акварезервуара сопряжены с охватывающими их боковыми стенками корпуса аквавендингового аппарата, так что между охватывающими боковыми стенками корпуса аквавендингового аппарата и охватываемыми боковыми стенками акварезервуара образованы боковые зазоры для прохождения воздуха, нагнетаемого указанным вентилятором.
3. Система по п. 2, которая содержит регулятор температуры, электрический нагревательный элемент, соединенный с выходом регулятора, и соединенный с входом регулятора первичный преобразователь температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата в электрический сигнал, при этом электрический нагревательный элемент расположен в указанном функциональном пространстве на линии потока воздуха от указанного вентилятора.
