СПОСОБ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ АКВАВЕНДИНГОВОГО АППАРАТА, ВКЛЮЧАЮЩЕГО КОРПУС И РАСПОЛОЖЕННЫЙ В КОРПУСЕ АКВАРЕЗЕРВУАР, И ТЕРМОСТАТ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА Российский патент 2022 года по МПК G07F13/00 

Область техники, к которой относятся изобретения

Изобретения относятся к аквавендинговым аппаратам (автоматам продажи питьевой воды), предназначенным для работы при отрицательных температурах окружающего воздуха в широком диапазоне изменения этих температур, причем к таким аппаратам, которые подключают к водопроводной сети, а питьевую воду получают путем соответствующей обработки водопроводной воды (фильтрация, разделение на пермеат и концентрат, модификация и обеззараживание пермеата) и временного накопления полученной питьевой воды (модифицированного пермеата) в накопительно-проточном акварезервуаре, расположенном в нижней части корпуса аква-вендингового аппарата для придания устойчивости этому аппарату за счет низкого расположения его центра тяжести. Уровень техники

Известны аквавендинговые аппараты (автоматы продажи воды), содержащие корпус с термоизоляцией и расположенный в корпусе акваре-зервуар, так что термостат таких аппаратов содержит расположенные в корпусе средство обогрева воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата и средство контроля температуры этого воздуха (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.).

В качестве прототипов в отношении заявленных способа термостати-рования и соответствующего устройства (термостата) выбрано техническое решение по указанному выше патенту RU 173506 U1. Представленный в этом известном техническом решении способ термостатирования аквавендингового аппарата заключается в непрерывном во времени нагревании воздуха внутри теплоизолированного корпуса аквавендингового аппарата при помощи электронагревателя; а представленный в нем соответствующий термостат содержит теплоизоляцию корпуса, средство нагревания воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата (электронагреватель) и средство контроля температуры этого воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата.

Причина, препятствующая получению в прототипах (способе и устройстве) заявленного технического результата, заключается в непрерывном во времени использовании электрической энергии для поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата в процессе его эксплуатации.

Техническая проблема, на решение которой направлены заявленные для патентования изобретения (способ и устройство), заключается в необходимости минимизации расхода электроэнергии в процессе эксплуатации аквавендингового аппарата при отрицательных температурах окружающего его воздуха в широком диапазоне изменений этой температуры при гарантированном поддержании минимально необходимой положительной температуры воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата. Раскрытие сущности изобретений

Технический результат, опосредствующий решение указанной технической проблемы, и его каузальная связь с признаками формул заявленных способа и устройства, заключаются в следующем.

В заявленных для патентования технических решениях (способе и устройстве) гарантированно обеспечивается минимально необходимая положительная температура внутреннего воздуха корпуса аквавендингового аппарата при изменении отрицательной температуры наружного (окружающего) воздуха в широком диапазоне изменений этой температуры. Это достигается за счет использования трех источников тепловой энергии, один из которых является автоматически регулируемым по сигналу обратной связи от датчика температуры (регулируемый источник, а именно, регулируемый электронагреватель) и два - нерегулируемыми источниками, к которым относится, прежде всего, питьевая вода, всегда находящаяся в акварезервуаре и при этом систематически обновляемая в процессе работы аппарата, а также постоянно работающий источник ультрафиолетового излучения, находящийся в этой воде. При этом указанные нерегулируемые источники являются, образно говоря, «даровыми», так как за их использование для целей нагревания внутреннего воздуха корпуса аквавендингового аппарата собственник аппарата ничего не платит; ведь он уже заплатил за их использование в связи с их прямым назначением, и сверх того более не должен. А должен только за электроэнергию для электронагревателя, который благодаря использованию указанных нерегулируемых источников и благодаря использованию сигналов обратной связи от датчика температуры включается лишь спорадически и лишь на некоторое время, необходимое и достаточное для дополнительного нагревания внутреннего воздуха корпуса аквавендингового аппарата до минимально необходимой положительной температуры. Таким образом, с одной стороны, сам факт использования электронагревателя гарантирует обеспечение положительной температуры внутреннего воздуха в широком диапазоне изменения отрицательных температур наружного воздуха, когда тепловой энергии воды и источника ультрафиолетового излучения будет недостаточно, а с другой стороны, именно регулируемость (двухпозиционная) электронагревателя по сигналам обратной связи от датчика температуры позволяет использовать электронагреватель спорадически и только в качестве источника некоторой добавки тепловой энергии к той, которую внутренний воздух получает от воды и источника ультрафиолетового излучения через эту воду. При таких обстоятельствах достигается существенная минимизация потребления электроэнергии, предназначенной специально для нагревания внутреннего воздуха корпуса, при одновременном гарантировании положительной температуры внутреннего воздуха корпуса аквавендингового аппарата. Что же касается расположения электронагревателя выше акварезервуара, а именно в средней части корпуса, то такое расположение обусловлено тем, что, во-первых, нижняя часть корпуса занята акварезервуа-ром, который там находится для обеспечения гравитационной устойчивости аппарата за счет понижения его центра тяжести, а также тем, что, во-вторых, такое расположение электронагревателя наилучшим образом способствует уменьшению разницы температур внутреннего воздуха в разных частях корпуса, что упрощает обеспечение искомой термостабилизации.

Достигается технический результат в способе термостатирования аквавендингового аппарата, включающего корпус и расположенный в корпусе акварезервуар, тем, что осуществляют нагревание воздуха внутри корпуса, выполненного термоизолированным, при помощи электронагревателя, а указанное термостатирование осуществляют при помощи двух одновременно осуществляемых процессов нагревания воздуха внутри корпуса, а именно, процесса регулируемого нагревания этого воздуха посредством двухпозиционного регулирования работы электронагревателя, размещенного выше акварезервуара, по сигналам обратной связи от датчика температуры, размещенного выше акварезервуара, и процесса нерегулируемого нагревания этого воздуха посредством передачи тепловой энергии этому воздуху от воды, находящейся в этом акварезервуаре, через стенку этого акварезервуара, выполненную из нетермоизолированного металла, путем непрерывного кругового обдува этого акварезервуара, размещенного при этом в нижней части корпуса, при помощи непрерывно работающего вентилятора при дополнительном нагревании этой воды от непрерывно работающего источника ультрафиолетового излучения, расположенного в акварезервуаре.

Достигается технический результат в термостате аквавендингового аппарата, включающем корпус и расположенный в корпусе акварезервуар, тем, что указанный термостат содержит термоизоляцию корпуса, электронагреватель для нагревания воздуха внутри корпуса, установленный выше акварезервуара и вентилятор, установленный в корпусе выше акварезервуара, при этом акварезервуар снабжен расположенным внутри него источником ультрафиолетового излучения, выполнен из металла без термоизоляции этого металла и установлен в нижней части корпуса на расстоянии от днища с образованием нижнего горизонтального и боковых вертикальных продухов, обеспечивающих возможность кругового обдува акварезервуара указанным вентилятором, а электронагреватель выполнен с возможностью его двухпозиционного регулирования по сигналам обратной связи от датчика температуры, установленного в корпусе выше акварезервуара. Технический результат в заявленном термостате также достигается тем, что указанные электронагреватель и датчик температуры расположены в средней части корпуса аквавендингового аппарата. Краткое описание чертежей

На прилагаемой фигуре (без номера) приведено схематическое изображение сечения аквавендингового аппарата плоскостью, перпендикулярной лицевой панели 2 и днищу 3 корпуса 1 аквавендингового аппарата.

Осуществление изобретений

Аквавендинговый аппарат содержит термоизолированный корпус 1, представляющий собой полый прямоугольный параллелепипед с боковыми панелями, так что одна из них является лицевой панелью 2 аквавендингового аппарата. Корпус 1 также содержит днище 3. При этом лицевая панель 2 выполнена в виде двери, на которой установлена камера 4 налива воды в тару 5 покупателя воды, расположенная в средней части корпуса 1, а также элементы пользовательского интерфейса (не показаны).

В нижней части корпуса 1 установлен акварезервуар 6 для питьевой воды, выполненный из металла без термоизоляции. При этом акварезервуар 6 представляет собой полый прямоугольный параллелепипед с боковыми панелями 7 и днищем 8. В нем (акварезервуаре 6) в области его днища 8 расположен источник 9 ультрафиолетового излучения для обеззараживания воды (это основное назначение источника 9), а в днище 8 установлен выходной патрубок 10 для подачи воды из акварезервуара 6 в камеру налива 4 посредством насоса 11, включенного в разрыв трубопровода 12. В крышке акварезервуара 6 установлено окно 13 с ультрафиолетовым фильтром для визуального безопасного контроля внутреннего пространства акварезервуара 6, а также фильтр 14 для аэродинамического незагрязняюще-го взаимодействия внутреннего воздушного пространства акварезервуара 6 с окружающим этот акварезервуар воздухом. Кроме того, акварезервуар 6 установлен в корпусе 1 в его нижней части с опиранием на днище 3 корпуса посредством опор 15 с образованием нижнего горизонтального продуха 16 (пространство между днищем 3 корпуса 1 и днищем 8 акварезервуара 6) и двух вертикальных боковых продухов 17 и 18 (соответствующие пространства между соответствующими боковыми панелями корпуса 1 и акварезервуара 6).

В средней части корпуса 1 (выше акварезервуара 6) установлены горизонтально ориентированный вентилятор 19, электронагреватель 20 (они при этом могут представлять собой единый тепловентилятор с раздельным питанием) и датчик температуры 21 (т.е. первичный преобразователь температуры в электрический сигнал). При этом электронагреватель 20 выполнен с возможностью его двухпозиционного регулирования по сигналам обратной связи от датчика температуры 21 благодаря тому, что электронагреватель 20 и датчик температуры 21 включены в контур автоматического двухпозиционного регулирования температуры при помощи регулятора (контроллера).

Кроме того, в корпусе 1 в его средней части или выше (т.е. выше указанных вентилятора, электронагревателя и датчика температуры) расположены средства подготовки питьевой воды из водопроводной воды (фильтры, мембрана и др.), гидравлически связанные, с одной стороны, с внешним источником водопроводной воды, а с другой стороны - с акварезервуаром 6, а также средства управления всей работой аквавендингового аппарата (не показано).

Работа термостата аквавендингового аппарата и пример осуществления способа термостатирования аквавендингового аппарата заключается в следующем.

Вода из водопровода, которая имеет определенную положительную температуру, обеспеченную поставщиком водопроводной воды, проходит в рамках аквавендингового аппарата через средства очистки, дезинфекции и кондиционирования воды (фильтры, мембрана и др.) и, становясь тем самым питьевой, поступает в акварезервуар 6, в котором расположен источник 9 ультрафиолетового излучения. При этом основной функцией источника 9 является дезинфекция питьевой воды, но в рамках термостатирования источник 9 выполняет функцию дополнительного источника тепловой энергии для воды, находящейся в акварезервуаре 6. По мере продажи питьевой воды, которая для этого забирается из акварезервуара 6, происходят компенсирующие эти заборы питьевой воды новые поступления питьевой воды в акварезервуар 6, полученной из водопроводной воды, имеющей всегда положительную температуру. Благодаря такому более или менее регулярному обновлению питьевой воды в акварезервуаре 6 вода в нем всегда есть и при этом всегда имеет положительную температуру, заданную положительной температурой водопроводной воды. Более того, постоянно работающий источник ультрафиолетового излучения дополнительно подогревает воду в акварезервуаре 6. При этом вентилятор 19 включен постоянно и тем самым осуществляется круговой обдув акварезервуара 6 через аэродинамически последовательно «включенные» продухи 16, 17 и 18 (на фиг. движение обдувающего воздуха показано штриховыми волнистыми стрелками). Вследствие этого через стенку акварезервуара 6 происходит передача тепловой энергии воды этому обдувающему акварезервуар воздуху. При таких обстоятельствах воздух внутри корпуса 1 получает от акварезервуара 6 «даровую» тепловую энергию воды акварезервуара 6. Однако ее (этой «даровой» тепловой энергии) при значительных вариациях отрицательных температур окружающего аппарат воздуха может не хватить для устойчивого поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса 1. Тогда на помощь приходит электронагреватель 20, который по сигналу датчика 21 автоматически включается на минимально необходимое время, с тем чтобы «подтянуть» температуру воздуха внутри корпуса 1 до минимально необходимого положительного уровня. Таким образом, электронагреватель 20 выполняет лишь добавочную функцию, что позволяет существенно снизить расход электроэнергии для обеспечения необходимого термостатирования аквавендингового аппарата.

Изобретения относятся к аквавендинговым аппаратам, т.е. к автоматам продажи воды путём автоматически управляемой выдачи воды в тару покупателя воды. Технический результат заключается в использования трёх источников тепловой энергии, один из которых является автоматически регулируемым по сигналу обратной связи от датчика температуры, и два - нерегулируемыми источниками, к которым относится питьевая вода, всегда находящаяся в акварезервуаре. Термостатирование осуществляют при помощи двух одновременно осуществляемых процессов нагревания воздуха внутри корпуса: регулируемое нагревание воздуха посредством двухпозиционного регулирования работы электронагревателя и процесса нерегулируемого нагревания этого воздуха посредством передачи тепловой энергии этому воздуху от воды, находящейся в этом акварезервуаре, через стенку этого акварезервуара, выполненную из нетермоизолированного металла, путём непрерывного кругового обдува этого акварезервуара при помощи непрерывно работающего вентилятора. Термостат содержит термоизоляцию корпуса, электронагреватель для нагревания воздуха внутри корпуса и вентилятор. Акварезервуар выполнен из металла без термоизоляции этого металла и установлен в нижней части корпуса на расстоянии от днища с образованием нижнего горизонтального и боковых вертикальных продухов, обеспечивающих возможность кругового обдува акварезервуара указанным вентилятором. Электронагреватель выполнен с возможностью его двухпозиционного регулирования по сигналам обратной связи от датчика температуры, установленного в корпусе выше акварезервуара. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ термостатирования аквавендингового аппарата, включающего корпус и расположенный в корпусе акварезервуар, путём нагревания воздуха внутри корпуса, выполненного термоизолированным, при помощи электронагревателя, отличающийся тем, что указанное термостатирование осуществляют при помощи двух одновременно осуществляемых процессов нагревания воздуха внутри корпуса, а именно процесса регулируемого нагревания этого воздуха посредством двухпозиционного регулирования работы электронагревателя, размещённого выше акварезервуара, по сигналам обратной связи от датчика температуры, размещённого выше акварезервуара, и процесса нерегулируемого нагревания этого воздуха посредством передачи тепловой энергии этому воздуху от воды, находящейся в этом акварезервуаре, через стенку этого акварезервуара, выполненную из нетермоизолированного металла, путём непрерывного кругового обдува этого акварезервуара, размещённого при этом в нижней части корпуса, при помощи непрерывно работающего вентилятора при дополнительном нагревании этой воды от непрерывно работающего источника ультрафиолетового излучения, расположенного в акварезервуаре.

2. Термостат аквавендингового аппарата, включающего корпус и расположенный в корпусе акварезервуар, так что этот термостат содержит термоизоляцию корпуса и электронагреватель для нагревания воздуха внутри корпуса, отличающийся тем, что термостат также содержит вентилятор, установленный в корпусе выше акварезервуара, при этом акварезервуар снабжён расположенным внутри него источником ультрафиолетового излучения, выполнен из металла без термоизоляции этого металла и установлен в нижней части корпуса на расстоянии от днища корпуса с образованием нижнего горизонтального и боковых вертикальных продухов, обеспечивающих возможность кругового обдува акварезервуара указанным вентилятором, а электронагреватель выполнен с возможностью его двухпозиционного регулирования по сигналам обратной связи от датчика температуры, установленного в корпусе выше акварезервуара.

3. Термостат по п. 2, характеризующийся тем, что указанные электронагреватель и датчик температуры расположены в средней части корпуса аквавендингового аппарата.