Существуют также напольные унитазы, у которых смывные бачки крепятся над унитазом на стену, а вода из него подаётся в унитаз с помощью специальной трубы. Последние по высоте размещения бачков делятся на высоко-, средне- и низкорасполагаемые.

Высокорасполагаемые смывные бачки, благодаря высокому расположению над унитазом (от 0,9 до 1,9 м), позволяют получить в процессе спуска воды более высокие расходы на смыв по сравнению с компакт-унитазами, что обеспечивает более качественный смыв содержимого чаши в канализацию, а также более качественное очищение рабочей поверхности чаши. Однако высокое размещение бачков затрудняет регулировку и ремонт спускной и наполнительной арматуры. Кроме того, высокорасполагаемые смывные бачки при спуске очень громко шумят. При применении среднеи низкорасполагаемых смывных бачков этих недостатков, присущих высокорасполагаемым бачкам, не наблюдается. Однако качество смыва и очищения чаши заметно ухудшается.

Настенные унитазы выгодно отличаются от напольных тем, что они очень компактны, поскольку их смывной бачок убирается за стену, на которой крепится уже укороченный за счёт ликвидации полочки унитаз. Кроме того, из-за отсутствия пьедестала корпус унитаза не касается пола, то есть висит над ним. Такой унитаз особенно хорошо вписывается в маленькие туалетные помещения, обеспечивая комфортные условия для уборки его пола. Однако это, пожалуй, единственное достоинство настенного унитаза с инсталляцией. Сама инсталляция имеет достаточно большое количество недостатков, которые заставляют крепко задуматься при выборе решения об её использовании.

Наиболее существенными недостатками применения инсталляции с настенным унитазом являются следующие. Во-первых, объём работ и стоимость подготовки для размещения инсталляции может существенно превышать стоимость компакт-унитаза вместе с его монтажом. Во-вторых, в случае необходимости замены инсталляции или её крупных узлов необходимо демонтировать стенку, её закрывающую. И, в-третьих, устоявшиеся к настоящему времени конструктивные схемы подачи воды в чашу унитаза не могут обеспечить за счёт только процесса спуска качественного очищения внутренней поверхности чаши. То же касается и полного обновления воды в отводном канале, причём даже в случае, когда канализационная труба, лежащая на полу, в месте установки унитаза заканчивается цилиндром диаметром 100 мм, отходящим от трубы под углом 30–45°.

Центр среза этой трубы с уплотнительным узлом должен располагаться от пола на высоте около 65 мм. Тогда выходной участок отвода унитаза вместе с канализационной трубой будет иметь достаточно большой уклон для качественного удаления в канализацию содержимого унитаза. К сожалению, почти у всех настенных унитазов наружный конец отвода выполнен горизонтальным. Последнее при соединении с горизонтальным отводом стояка приводит к большим неприятностям, которые сводятся к сложностям полного обновления воды в отводе унитаза в процессе даже полного спуска.

Совсем другое дело, если горизонтальный отвод от стояка для подсоединения к отводу унитаза окажется чуть ниже отвода унитаза или будет на том же уровне. Тогда можно будет избежать засорения отвода, а также исключить попадание содержимого стояка канализации в унитаз. Но и в этом случае из-за отсутствия достаточного уклона в нижней части отвода могут (со временем) появиться отложения, которые затруднят транспортировку содержимого унитаза в канализационную сеть.

Кроме того, унитазы с инсталляцией служат без ремонта только несколько лет. Если в старых унитазах люди, не имеющие специальных навыков, могли как-то сами сделать ремонт, то для ремонта унитаза с инсталляцией нужны специалисты, способные эту работу выполнить. Это объясняется тем, что к инсталляции доступ есть, но без знания конструктивных особенностей устройства конкретной инсталляции качественного ремонта выполнить не удастся. Следует также учесть, что стоимость ремонта унитазов с инсталляцией с каждым годом заметно увеличивается.

Современные европейские унитазы не обладают высокими качествами смыва в процессе даже полного спуска воды в чашу. Основными причинами отсутствия в них этого важнейшего показателя являются следующие:

  • низкое значение величины гравитационного напора воды, поступающей в чашу унитаза, который, по сути дела, не очищает поверхность чаши, а только смачивает её;
  • недостаточно высокая компактность и направленность потоков воды, вытекающих из-под обода унитаза в направлении входного отверстия отвода;
  • не совсем удачная форма поверхности чаши, которая не способствует надлежащей направленности потока и, соответственно, качественному очищению чаши унитаза;
  • практически не используется кинетическая энергия потока, вытекающего из-под обода унитаза, для принудительной транспортировки содержимого унитаза в канализационную сеть.

Кроме того, европейские унитазы имеют ещё ряд недостатков, к которым следует отнести наиболее существенные:

  • неполное обновление воды в отводе после спуска (это встречается в большинстве унитазов вообще, а особенно в унитазах с инсталляцией);
  • появление при падении фекалий в воду отвода брызг воды, попадающих на интимные части пользователя;
  • попадание на пол туалетного помещения воды при увеличенном расходе воды на смыв во время её спуска.

Далее по каждому из перечисленных причин неудовлетворительного качества смыва унитазов и других недостатков будут изложены уже известные способы улучшения рассматриваемых показателей, а также предложения (разработанные автором этой статьи), значительно улучшающие эти показатели по сравнению с имеющимися решениями.

Увеличение значения напора воды для очищения чаши

Значение величины гравитационного напора воды, вытекающей из-под обода унитаза, определяется высотой уровня воды в смывном бачке, которая по мере опорожнения бачка уменьшается от максимума до нуля. Максимальная же величина гравитационного напора в смывных бачках современных унитазов европейского типа составляет примерно от 16 до 21 см. Этого для качественного смыва унитаза очень мало. Необходимо, чтобы напор был в пределах, близких к 10 м (1000 см), что почти на два порядка больше, чем имеется в современных унитазах.

Этот факт уже замечен, например, американскими специалистами, которые достаточно давно установили в смывные бачки простые гидропневмоаккумуляторы (ГПА) без разделителей сред (вода — воздух). Однако в высоких домах величина напора воды в водопроводной сети может уменьшаться от нижнего до верхнего этажа почти в десять раз. Поэтому на верхних этажах вода может заполнять смывной бачок сравнительно долго, а на нижних заполнение может сопровождаться недопустимо высоким уровнем шума. Кроме того, в процессе спуска уровень воды в бачке будет понижаться. Одновременно будет уменьшаться и давление воздуха в смывном бачке. В результате величина расхода воды будет также уменьшаться. Последнее на верхних этажах зданий может привести к ухудшению качества смыва унитаза.

Известен также и другой способ увеличения среднего расхода на смыв, который в настоящее время взяли на вооружение японские специалисты. Они поместили в бачок насосы с электроприводом. Это позволяет по команде пользователя обеспечить любой требуемый расход и объём воды на смыв. Однако это требует подвода электроэнергии к унитазу, что не всегда возможно осуществить из-за проблем с электробезопасностью, а также с необходимостью бесперебойного снабжения электроэнергией сравнительно большой мощности.

1. Автор предлагает вместо смывного бачка использовать ГПА с эластичным разделителем воды и воздуха, который будет работать совместно с ресивером. При этом эластичный элемент ГПА следует выполнить таким, чтобы при расширении и сжатии его рабочая поверхность не подвергалась бы недопустимым деформациям, а в крайних положениях она ложилась бы на жёсткие стенки корпуса ГПА [1]. Последнее приведёт к существенному увеличению срока службы ГПА, соизмеримому со сроком службы унитаза. Использование же ресивера в работе ГПА позволить обеспечить одинаковый расход на смыв в процессе всего времени спуска, что для работы унитаза немаловажно и пока недоступно ни одному унитазу. В качестве ресивера можно использовать стальную тонкостенную трубу круглого или прямоугольного сечения, заглушенную с торцов. Ресивер не обязательно прятать или устанавливать в специальных нишах. Его можно просто установить в любом углу туалета.

Выбор рабочего давления, обеспечивающего удовлетворительное качество смыва, равного одной атмосфере, позволит использовать унитаз в условиях даже сравнительно низкого давления воды в сети, например, в одноэтажных зданиях, в которых законодательно закреплено давление 0,1 МПа. Кроме того, такое давление позволит обеспечить комфортные уровни шума практически при любых давлениях воды в системе водоснабжения. В процессе создания опытных образцов необходимо будет испытать новый унитаз и на давления до 0,3 МПа.

2. Проблема обеспечения компактности и мощности потоков воды на смыв. Автор считает, что для качественной работы унитазов лучше использовать унитазы с рабочей щелью под ободом в виде открытого кольца, конструкция которого обеспечивает простое решение проблемы очистки поверхности чаши от ржавчины. Основной недостаток предшествующих конструкций заключался в том, что основной поток воды сильно искажается и отклоняется от желаемого направления. Этот недостаток автор предлагает легко устранить за счёт установки в передней части канала обода специальной стенки, которая без потерь способна направлять поток строго по оси чаши унитаза [2]. Это легко решает проблему компактности и направленности основного потока, вытекающего из-под обода унитаза.

3. Повышение качества очищения поверхности чаши унитаза. Полусферообразная форма чаши для обеспечения качественного смыва — не годится. Она должна иметь скорее конусообразную поверхность, сходящуюся к приёмному отверстию отвода. В этом случае потери энергии ниспадающего потока, вытекающего из-под обода унитаза с увеличенной скоростью, будут значительно меньше, что поспособствует более качественной очистке рабочую поверхность чаши.

4. Обеспечение транспортировки содержимого чаши в канализационную сеть. Конусообразная поверхность чаши, по которой движется поток воды, вытекающий из-под обода унитаза под сравнительно большим давлением, обеспечивает более интенсивную транспортировку содержимого чаши в канализационную сеть. При этом направленность этого потока будет надёжно обеспечивать проталкивание содержимого чаши унитаза в канализационную сеть.

5. Обеспечение полного обновления воды в отводе после осуществления спуска. Эта проблема решается за счёт повышения величины среднего расхода воды на смыв и одновременно за счёт увеличения площади проходного сечения отвода с 85 до 100 мм. Средний же расход на смыв автоматически увеличивается при повышении давления воды до величины, равной 1 атм и более.

6. Обеспечение эффекта «антивсплеск». Среди нескольких способов обеспечения эффекта «антивсплеск» автор выбрал наиболее технологичный и достаточно эффективный. Он заключается в том, что донная часть входного участка отвода, затопленная водой, выполнена плавно уходящей в воду на его начальном участке. Наибольшая величина углубления над уровнем воды в отводе должна составлять 60–80 мм. Опыт эксплуатации показывает, что такой «антивсплеск» является вполне комфортным и не вызывает у пользователя отрицательных эмоций.

7. Попадание на пол туалетного помещения струй и брызг воды в процессе спуска. Это явление встречается в основном в унитазах с инсталляцией, а также иногда в унитазах с подачей воды в чашу из-под обода с открытым кольцом при повышенных напорах воды. В унитазах с инсталляцией вода из смывного бачка подаётся с заднего торца корпуса унитаза трубой внутренним диаметром около 36 мм. При среднем расходе на смыв, равным 1,9 л/с, скорость воды в трубе составит примерно 1,9 м/с. Это очень большая скорость. Поэтому, когда вода из подающей трубы с проходным сечением около 10 см² попадает в два почти прямоугольных плавно изогнутых канала в ободе унитаза, с площадью сечения каждого большей, чем площадь сечения исходной струи, то такую компактную струю уже практически ничто не ограничивает. Она запросто может, проходя по плавно изгибающемуся каналу обода (не всегда даже иногда касаясь стенок каналов обода, с учётом эффекта Коанда), вылиться за пределы унитаза на пол помещения. Чтобы подобное не происходило, при подводе воды к ободу с заднего торца унитаза подачу воды из-под обода лучше осуществлять посредством душевого принципа, то есть на нижней поверхности обода выполнить множество сравнительно мелких отверстий. Правда, со временем на рабочей поверхности чаши появятся следы ржавчины, но зато не будет воды на полу туалета. Производственники инсталляций, когда столкнулись с подобным выплеском воды на пол, взяли и установили на выходе из штуцера гидродроссель, назвав его «редуктором расхода». В результате оказалось, что расход без выплеска на пол уменьшился до того, что фекалии при полном спуске не попадали в канализационную трубу, а оставались в верхней точке канала отвода, чтобы через некоторое время размокнуть и опуститься во входную часть отвода. А расход на смыв уже увеличить невозможно. Кое-как удавалось решить эту проблему за счёт увеличения объёма воды на смыв, что является превышением требований ГОСТ 13449–2017 [3]. Кстати, нелишним будет напомнить, что в унитазах с инсталляцией качество обновления воды в отводе совсем плохое.

В унитазах с щелью под ободом в виде открытого кольца в каналах обода и с подачей воды в соответствующее отверстие в полочке характер течения воды несколько иной. Поток воды из смывного бачка через отверстие в штуцере спускной арматуры диаметром около 50 мм или несколько большим (до 52,5 мм) ударяется о нижнюю стенку полочки унитаза и плавно растекается в её полости. Острых неуправляемых струй уже не получается, и вода в каналах обода течёт относительно плавно без серьёзных завихрений.

Таким образом, автор изложил перечень необходимых изменений в конструкции унитазов, которые сделают их по качеству смыва лучшими в Европе. Причём цену таких унитазов можно довести до величин, которыми славятся бюджетные унитазы.

Кроме того, унитаз предлагаемой конструкции можно размещать в любых по размеру туалетных помещениях, не производя строительных работ. Последнее объясняется тем, что унитаз можно использовать как напольный без бачка, а самые габаритные узлы, например, ресивер, можно установить вертикально в любом углу туалетного помещения, поскольку его высота составляет примерно 2 м, а диаметр — около 100 мм. Так же можно поступить и с гидропневмоаккумулятором — его высота около 500 мм, а диаметр тоже составляет 100 мм.

Производство подобных унитазов позволит также решить остро возникшую в настоящее время проблему импортозамещения. Кроме того, на подобных унитазах с повышенным давлением удалось резко снизить объём воды, обеспечивающий качественный смыв, до величины 4 л. Автор уверен, что если изготовить унитаз с отводом диаметром 100 мм, то на полный качественный смыв потребуется ещё меньше — только 3 л воды, что в два раза меньше современных требований (6 л), в том числе европейских. Для любого жителя России — это огромная экономия холодной воды, тарифы на которую весьма высоки.

Отличные эксплуатационные показатели предлагаемого унитаза уже были исследованы на опытных макетных образцах. Поэтому автор уверен, что потребители такие унитазы быстро оценят и, пользуясь «сарафанным радио», обеспечат новым, улучшенным унитазам с увеличенным давлением подачи воды устойчивый массовый спрос. Ёршики наконец будут спрятаны, а меньшее водопотребление принесёт потребителю приятную экономию своих средств. Следует отметить, что в современных «европейских» унитазах редко бывает, чтобы после пользования унитазом не возникала необходимость очистки ёршиком следов от фекалий на нижней части внутренней поверхности чаши в окрестности входного участка отвода. Эту проблему пора решить раз и навсегда. Тем более что необходимые исследования уже завершены — настало время проектирования нового российского унитаза и изготовления его опытных образцов.