Аннотация: Сорри за качество рисунка. Но ведь важна суть...
Бойлер (водонагревающий аппарат).
Проводил профилактику бойлера. Электрический, накопительный, 100 литров. Намаялся с ним, пока разбирал, чистил, менял тэн, прокладки. Тяжелая штуковина. Много металла уходит на водонапорность. И вот я думал, а что можно придумать, чтоб без этого, без толстостенного напорного бака. Чтоб греть воду в полиэтиленовом баке с теплоизоляционным кожухом. И вот какие мысли посетили меня. А что если прибегнуть к закону Бернулли.
При увеличении скорости потока давление падает. Ставим вверху (под потолком) над санузлом обыкновенный пластиковый бак. Открытый бак с нагревающим элементом (тэном). Ну и теплоизоляция по возможности. Там у нас поплавковый клапан, как в унитазном бочке. Это чтоб не переливалось поступающей воды. Выходной водопровод идёт отвесно вниз и присоединяется к водопроводу. Стоит обратный клапан, который не пускает напору из линии ворваться в бак. Но ниже этого клапана у нас на 'горячей' линии проделано некоторое техническое привнесение. У нас сужение канала на некотором отрезке. Холодная вода из линии приходит в движение (при открывании крана) проходя в этом месте через трёхмиллиметровый канал, ускоряется, создается отрицательное давление (вакуум). И этим вакуумом засасывает сверху, обратный клапан открывается, и горячая вода смешивается с холодной и утепляет её.
Только вот как быть с испарением греющейся в открытой емкости воды? Если греть умеренно, достаточно ли будет соотношение при смешивании для купания? А если перегревать - тогда пар будет выпирать и конденсироваться, стекать по стенкам, душевая превратится в круглосуточную парную...
==================================
Нет. Так не будет работать. Или вообще не затянет, или так слабо - что и не почувствуешь потепления.
Надо по-другому!
Делаем помповый насос самосмещения. Давлением воды толкаем (в трубе диаметром сантиметров 10) поршень. Поршень этот оснащен в себе обратным клапаном, по другую сторону поршня мощная пружина. Посредине поршня шток, который обратно на поток направлен и... залезает прямо на трубу, откуда и поступает вода... Так не объяснить, надо рисовать... Приступим-с к чертежу.
5) Механизм запирания отпирания кранового цилиндра.
6) Крановый цилиндр.
7) Поперечное отверстие выхода воды.
Сверху горячая вода в один атмосфер давления. Снизу холодная вода из линии 5-6 атмосфер. За счёт энергии давления холодной воды приводим в движение двойную помпу на одном стержне. Поршни имеют встроенные клапана. При поступлении воды из 7) давлением толкает помпу вверх. Механизм 5) в верхней точки пары поршней продвигает 6) в верхнее положение - и заслоняет 7). Вода перекрывается. Полной плотности закрытия не требуется. Некоторое протекание вполне допустимо. Пружина толкает состав вниз. Механизм 5 в нижней точке толкает 6) вниз, открывает 7). Двухтактный цикл завершается.
Во время двух тактов происходит следующее.
Первый такт - движение вверх.
Клапан на нижнем поршне закрыт, поршень толкает холодную воду верх и выдавливает в выходную трубу вправо на рисунке. Заодно через общий шток толкает верхний поршень, клапан на котором открыт, сверху придавливается пружина.
Второй такт - движение вниз.
Когда механизм 5) закрывает 7), пружина давит вниз, клапан нижнего поршня открывается, верхнего закрывается. Верхний поршень выдавливает горячую воду в выходную трубу вправо на рисунке.
Заключение.
Тем самым мы меняем несколько килограммов пластмассы (всё это из пластмассы) на 35-40 кило металла. Мы можем обойтись пластиковой бочкой с пластиковым утеплительным кожухом. Всё это вместе с предложенным помповым смесителем потребует несколько кг. пластмассы. Плюс никакого риска взрыва бойлера.
П.С.
Так как холодная вода снизу будет напирать и пролезать в зазоры меж нижним поршнем и трубой (никакого уплотнения не требуется), то её будет больше чем горячей. Поэтому верхнюю часть смесителя нужно сделать большего диаметра с соответствующим диаметром верхнего поршня.
==================================
В предыдущем изобредении есть кой-какое недомыслие... Обратный клапан нижнего поршня не будет функционировать, ибо просто откроется во время напора снизу, и свободно пропускать холодную воду, не толкая помпу вверх. Поэтому клапан на нижнем поршне нужно так же заменить на аналогичный кран (как 7), 6) на чертеже). Усложнение и всё такое... вряд ли хорошая идея всё это... Но я придумал другой вариант. Самый дешёвый (во всех смыслах) смеситель с не напорным бойлером. http://zhurnal.lib.ru/img/a/abdulla_p_g/vremyanka/index.shtml
1) Форсунка
2) Тэн
3) Проводка
4) Кран холодной воды
5) Кран горячей воды
Прямо над санузлом висит бойлер. Он у нас может быть любой формы, ибо давления нет. Он плоский, не мешает никому. В нёго вода свободно набирается и перекрывается поплавковым клапаном (на рисунке не поместилось). При открывании 5) вода вяло и очень горячо течёт из крана. Но стоит нам открыть 4) - холодная вода струей бьёт из 1). Форсунка сужает канал до 4-5 мм, быстрый поток захватывает и ускоряет поток из бойлера. По-немецки этот глагол называется одним словом 'mitreissen'. Перевести это можно пятью словами. 'Захватывать с собой в рейс'. Это словечко я запомнил, когда читал на немецком книжку про историю паровозов. Там термином 'mitreissen' объяснялся механизм убыстрения потока воздуха в котле путём выпускания потока отработанного пара через дымовую трубу аналогичным образом. Просто там были воздушные потоки, здесь у меня потоки воды.
======================================
У нас тут рядом построили пару лет тому назад насосную станцию для подачи воды в дома. Слишком близко к нам. Вот и страдает вся сантехника. Отовсюду капает, чуть что. Трубы от влаги ржавеют. Решил я поставить на линию редуктор давления. Посмотрел в инете.
http://caleffi-therm.ru/vodosnabzhenie.htm
Если посмотрите Техническое руководство этих редукторов и вникните в суть - то увидите в этих редукторах фильтр грязи. Зачем он там нужен? Подумал я. Дело в том что у нас тут в Баку совершенно отвратительное водоснабжение. Порой просто ил подают. И никакой такой редуктор у нас не выдержит. Разве что еженедельно открывать этот чёртов фильтр и прочищать (а это смешно). Начал думать о том, зачем там фильтр. И, в итоге, придумал иную схему этого редуктора, который может обойтись без всякого фильтра. Правда он будет несколько громоздким.
Для начала надо ответить на вопрос, 'зачем тут нужен фильтр?'. Он нужен потому, что прокладка клапана прижимается не слишком сильно. Малейшая грязь может оставить зазор между резиной и каналом - этого будет достаточно, чтоб давление до и после редуктора живо выровнялось и вся работа редуктора сведётся на нет.
Когда мы перекрываем вентильный кран, мы что делаем. По резьбе, мощно придавливаем резину к каналу. Никакой фильтр не нужен, ибо при таком давлении всякая грязь просто продавится под резиной. Обусловить сопоставимое давление принципом, приведённым в технических руководствах трёх моделей редукторов в приведённой мной странице - невозможно.
Надо давить, как следует. А для этого нужно взять и перевернуть схему редуктора.
В чём принцип этих редукторов на схемах технического руководства? Вода давить с одной стороны на мембрану, с другой на клапан. Мембрана и клапан соединены штоком. Но мембрана значительно большей площади. Следовательно, она перетягивает штоком клапан и закрывает выход. Придавливая сверху мембрану нагрузочной пружиной, ослабляем разницу противодействующих сил. Пока воду где-то в доме используют - давление из линии продавливает и вода течёт. Но стоит закрыть все краны в санузлах - повышающееся давление после редуктора оказывает давление на обратную сторону клапана, и сумма всех сил оказывается такой, что резина перекрывает поток. Образуется разность давления до и после редуктора. Понятно, что вода, при таких тонкостях процесса, должна быть чистой. Если только не обусловить такое давление, которое придавило бы с /достаточной силой/. Но как это сделать? Если просто увеличить площадь мембраны, это приедёт к закрытию под большим давлением. Но как тогда открываться этому клапану и пропускать воду? Не получается.
Как видите, схема перевёрнута. На мембрану давим не водой 'до', но водой 'после' редуктора. Это даёт возможность неограниченного увеличения площади мембраны, соответственно - силы перекрытия. И не нужно никаких пружин. Просто рассчитать соотношение площадей мембраны и клапана таким образом, чтобы получить в итоге на выходе не более 4-5 атмосфер.
Как только вода во всех кранах квартиры перекрываются, давление нарастает, что приводит к нагрузке на мембрану. Мембрана передавливает клапан меньшим атмосферным давлением за счёт значительно большей площади. Устанавливается разность давлений.
Кто-то может подумать, что есть ограничение на размер мембраны. Ведь всё же, мол, есть какое-то статическое давление и при потоке. Но нужно понимать закон Бернулли. На мембрану (при потоке) можно обусловить даже отрицательное давление за счёт сужения канала прохождения там, где линия (что ведёт к мембране) ответвляется от поточной линии 6). Но нам этого в данном случае и не требуется.
Я это всё нарисовал в том виде, в каком сам собираюсь кустарно изготовить. Понятно, что можно гораздо компактнее и культурнее. И, возможно, этот вариант лучше всех этих 'CALEFFI'... Тут ещё можно додумать и с регулировкой редукции. Но одно отпадание фильтра чего стоит...