专利名称：保持混合水系统生物纯净用的程序和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及保持混合水系统生物纯净用的设备，该混合水系统包括一条冷水管和一条热水管，以及一个水开关，以这样一种方式，使其包括至少一个水压桥，连接至供应方管子末端，循环设备，加热和/或冷却温度补偿器，安装在水开关的前面。
背景技术：
饮用水系统的生物感染对于供应方和消费方是一个日常的问题。已知保持饮用水系统生物纯净用的化学的、电化学的和物理的程序。使用的程序的保持效果的机理是变化的，因此，代表弱点的供应，沿饮用水管网发展。某些程序，但基本上是化学程序包含一个健康方面的危险，以及在长期运行时对健康具有损害的作用。
供应方首要的兴趣是供应合适质量的水。因此，在水流出点-饮用水管网的开始点(在水工厂)-应保证合适的水纯度。在接近水工厂的高水流的总(主)管道内这种质量保持无变化。但是随着距离的增加，在管网内存在损害健康的病原菌的可能性增加。
在用作沿着管网防止生物感染用的化学/电化学程序中使用最广的是下列的方法。
紫外线消毒本程序的要点是通过一个封闭的容器流动的水(无论是使用的冷水或热水)暴露在紫外线辐射下，它在正确的强度和持续时间情况下杀灭细菌和其它病原菌。该设备通常安装在到建筑物的连接点处，因此(在正确定尺寸的情况下)，它使得来自公共用途管网不确定纯度的水瞬时完成完全纯净。然而，以这种方式，正确质量的水仅在一个单独点保证，该程序没有保持效果的机构。因此，这种情况与街道上公共使用的管道相似，这就是随着至单独的纯净点距离的增加，病原菌繁殖的条件再次产生。
臭氧消毒考虑到臭氧消毒的本性与紫外线消毒类似，在管网的一个给定点借助高电压放电产生臭氧，它被水吸收以及在给定点杀灭水中的病原菌。这种程序具有一个保持效果的能力，但是它不能够以任何方式覆盖整个管网，它仅使用于在消毒点之后的一个较短距离的段。此外，该程序具有一个高危险因素由于臭氧的致癌作用，由于副作用产生的对健康的危险是生物“纯净化”段内最高的。
氯化消毒使用最广泛的水纯净化方法是氯化。在氯化过程中，含有高浓度氯的化合物添加至水工程的一个给定点的水中。随后水作为载体介质，携带化学剂在管道中流动至管网的每一点。然而，要求全部开关在氯化消毒时同时开启，它本身包含一个大量水的浪费。并且，随着氯的浓度沿着管网减少，根据管网的尺寸，该过程能够持续一个长时间，以及该程序应给出一个可靠的结果，尽管开关处在不太有利位置处。为了保证必需的剩余氯量用于管网的端点处正确接触时间的消毒，在加入点需要一个显著的过剂量的加入，然而，这样除导致管网的一个不适时的腐蚀，还产生致癌的三卤代甲烷化合物。因此除未控制地使用化学剂外，该方法还包括显著的对健康有损害的作用。
有效的消毒要求被氯的降解曲线限定的最小限制的浓度，以达到必需的浓度量，用于使管网的端点处也可以消毒。然而，由于氯的降解速率-降解曲线的轨迹高度地取决于水的温度，它在传统的水供应系统内，在管网的不同点能够在一个广泛的范围内变化，100％的消毒几乎是永远无法保证的。如果氯的数量不正确地规定，氯的浓度变得在中间点处太低，在此点之后感染能够重新开始。
大多数采用的方案对于通过整个管网供给生物纯净水是不适宜的，这种观点得到下列引用文件的支持，“the medical weekly paper”2001年142期的文章“Orvosi Hetilap”“添加化学微生物杀菌剂到水中仅在冷-热水循环系统或类似的设备中是可能的。加热水至超过60℃的效应经常是不满意的，因为它难以在设备的周边部分保持此温度。虽然在试管中紫外线辐射显著地减少了水中大军团细菌的数目，但它在管道水中的作用是值得怀疑的，因为在管道内水柱的层厚太高，以及水可能在这里停留一个太长的时间。惯用的氯剂量不能够可靠地杀灭细菌军团。保健学者经常采用加热和强烈氯化的一个组合消毒，以及此外他们还定期地进行微生物测试。在自来水内发现的以及粘接在管道的表面上的大军团细菌种类可能比在试管内培养的大军团细菌种更耐氯化和其它化学剂。”在生物感染的情况下，由于大军团细菌引起的感染具有最高的危险性。使用于抵抗饮用水系统内大军团细菌的职业措施-在缺乏正确知识的情况下-仅覆盖热水系统，因此是不适当的，它们仅适合于解决部分的任务，以及作为一个结果，它们不能够保证在混合水系统的正确供应。为了有意地保证一个管网分配没有死水，消毒是在指定为τD(十进制减少时间)的温度下进行。通常是借助施加不恰当的过热，其企图是通过加热过程保持热水系统为生物纯净。(该Olbrickt十进制减少时间给出在热水系统中减少细菌总体的菌落潜能至1/10和温度之间的关系。)在实践中，使用混合水系统，通过冷水和热水管网的连接工作。当使用混合水时，一个质量为mHWU[kg]和一个温度为θHWU的水与一个质量为mcold和一个温度为θcold的水混合，其中混合水可以由以下关系式限定mmixedθmixed＝mHWU×θHWU+mcold×θcold，因此mmixed=mHWU×θHWU+mC×θCθmixed]]>如以上所知，混合水是由热水和冷水组成的。任何一个水供应系统的感染包含对健康的一个危险。
未控制的冷水系统能够具有死水和不希望的加热，它能够引起感染。
当混合的饮用水制出时，混合的瞬间能够以混合时间τ＝0表示，明显的是，如果冷水管网被感染，则感染的(混合的)饮用水的消毒不能够在τmixing＜＜τD，即在一个十进制减少时间τD＝0达到。
该关系式很好地证明，鉴定为生物纯净的热水，本身不能保证在混合机理的路线中感染的冷水的消毒能够在τmixing＝0时达到。上述的愿望强调，当使用混合水时，不仅热水需要正确纯净，而且冷水也应如此。在连接冷水和热水系统的一个系统内，水的温度应避免一个生物上危险的范围。应避免的温度范围是根据冷水和热水条件的不同系统决定。这些条件由以上所述的十进制减少时间τD和指定至它的温度θD给出。
对于冷水系统，鉴定的根据可以是生存程度、复制能力、基于生物污染活性的感染潜力。该鉴定应适合于危险分析的条件。一个不确定的水压状态(例如，死水)和温度升高导致生存性、复制能力和感染潜力增加的改变。
水系统的使用者具有不同的免疫性水平，因此，调节冷水的温度能够作为一个危险性管理的问题处理。较低的冷水温度通常对使用者具有较低的危险性。本发明提供的程序保证一个如以上所述的水温度范围，适合于个人，不仅对于热水，而且对于冷水也是这样，并且适合于系统工程装置保证的水压稳定。
发明内容
发展本发明的目的是产生一种无感染的混合的饮用水供应，使用一个工作范围是由温度条件确定的，该温度条件指派给流率条件，与外部的水压作用无关。
本发明的另一目的是产生一对高能桥，发展用于限制该工作范围的下限值和上限值，借助辅助设备该工作范围防止下能量水平和上能量水平之间平衡的产生，该辅助设备基本上从相对侧面的能量改变满足它的能量要求。
本发明的主题是提供设备用于保持混合水系统生物纯净，该混合水系统包括一条冷水管，一条热水管，以及一个水开关，以这样一种方式，它包括至少一个水压桥，连接至供给管末端，循环设备，加热温度补偿器和/或冷却温度补偿器，安装在水开关9的前面。
该设备包括一个双质量流动稳定水压桥的系统。该水压桥实际上包括供应方冷水输入管末端，供应方冷水输出管末端，消费方冷水输出管末端，消费方冷水返回管末端，和/或供应方热水输入管末端，供应方热水输出管末端，以及消费方热水输出管末端，以及消费方热水返回管末端。
优选地，在消费方一侧，水压桥是连接至循环设备和/或温度补偿器。
循环设备可以是任何已知的方案，例如一个泵。
补偿器3，4可以成双地配置，形成一个高能桥，或者不形成一个高能桥。
优选地，温度补偿器可以是热泵型的，其中压缩机工作，工作是根据吸收原理，或工作是根据帕尔帖(Peltier)原理。
优选地，一个检查阀安装在循环设备的压力管内。
本发明的另一个主题是提供一种用于补偿不同温度的水的热平衡的程序，以这样一种方式使一个高能桥的元件连接至水管，由这些元件安装在冷水管内的一个冷却，安装在热水管内的一个加热，以这样一个方式它使用由相对侧面获得的能量。
优选地，高能桥的这些元件是在一个双质量流动稳定水压桥的系统内工作。
按照本发明的设备和程序，能够实际上使用于任何水系统，在其中需要保持水溶液，例如，蒸馏水、离子交换水、饮用水、盐水或其它溶液生物纯净。
本发明借助附图来表示，图1到图3示出按照本发明的设备和程序的流程示意图。
借助安装冷水水压桥1和热水水压桥2，如图1，2和3所示，提供混合水供应的冷水和热水供应系统能够分为一个供应方系统和一个消费方系统，组成水压独立的管路。由一对水压桥组成的系统用于保证消费方管网的水压稳定性，该系统不存在死水，从工作的、法定的和正规的调节观点看，它能够称为水供给的系统工程界面，分为一个消费方系统和一个供应方系统。水压桥是安装在供应方系统和消费方系统的界面处的设备，水压桥包括系统的供应方冷水输入管末端1III，供应方冷水输出管末端1IV，供应方热水输入管末端2III，供应方热水输出管末端2IV，以及消费方冷水输出管末端1I，消费方热水输出管末端2I，消费方冷水返回管末端1II，以及消费方系统的热水返回管末端2II，以这样一种方式，这里在冷水压桥1的各点之间实际上不存在压力差，这就是ΔP1I-1II＝ΔP1I-1III＝ΔP1I-1IV＝ΔP1III-1IV＝ΔP1II-1III-ΔPII-1IV＝0以及这里在热水水压桥2的各点之间不存在压力差，这就是ΔP2I-2II＝ΔP2I-2III＝ΔP2I-2IV-ΔP2III-2IV＝ΔPII-2III＝ΔP2II-2IV＝0使用双水压桥的一个系统保证了程序和设备与安装地点和性能无关，保持一个水压状态仅适用于消费方系统(冷水和热水)。(在此情况下Poutflow＝恒定)。
水压管路1I，5，3，1II示出一个水压稳定的消费方冷水系统，而水压管路2I，6，4，2II示出一个水压稳定的消费方热水系统。
混合水供应的开始条件是一对水压桥，作为其一个结果，来自冷水管7的冷水和来自热水管8的热水作为混合水达到消费方的水开关9处。
供应方系统的连接借助管子末端1III，1IV(冷水)和2III，2IV(热水)保证。该水压桥经常具有至少四个连接点，两个点用于供应方连接，两个点用于消费方连接。消费方具有一个独立的泵设在每个水压桥的后面，它们在图中作为管路的冷水泵5和热水泵6示出。
水泵5，6提供水压保证，它就是对于供应方和消费方系统的消费方管路没有死水，与水压桥1，2无关。
因此，混合水供应的冷水和热水侧面连接具有一个水压保证，这就是能够在两侧保证没有死水。之后，在冷水和热水侧面提供温度保证。不同高能势差的冷水和热水管网在一个高能平衡过程中协作，达到环境温度θambient。
在使用一个高能桥实施的解决方案中，温度补偿元件3，4可以是该高能桥的元件。在没有高能桥实施的解决方案中，加热和冷却元件都是由外部能源供给(例如，一个90/70℃热水管网和一个7/12℃冷水管网)。它们有意地用于防止这样的高能平衡。
作为对供应方系统的一个要求，冷水1III，1IV，和热水2III，2IV侧连接保证没有死水和保证正确的工作温度。
在冷水1I，1II和热水2I，2II连接点处，使用于保持水系统生物纯净的这对水压桥使用条件ΔP＝0，借助元件(借助水压桥)提供水压的和温度的保证。
该温度保证应借助冷却温度补偿器3和加热温度补偿器4提供。
温度补偿元件的性能是取决于连接管网的几何条件、管网内的主导的温度、环境温度和系统内使用的绝热质量。
温度补偿能够由独立的加热-冷却能量供给系统提供-如图3所示，-或者借助作为一个高能桥实施的辅助设备提供。有许多不同的技术方法用于高能桥的工作。图1示出一个压缩机2作的高能桥，而图2示出使用Peltier原理实现的一种形式。在一台压缩机工作的高能桥内，已知的热泵高能过程产生时带有一个特点，这就是过程的两侧(冷凝器，蒸发器)具有一个有效的高能功能，加热-冷却温度补偿的功能。
按照本发明的程序通过下列的实施的实例表达，该实例也示出本系统工作的一个优选形式。
设置一个高能桥的一个混合水系统的环境温度为25℃。冷水输入温度为16℃，热水输入温度为60℃。在此种情况下，冷水倾向于加热至环境温度，而热水倾向于冷却降温。借助插入带有一个在两水侧中的初次侧的高能桥防止二次水侧的热平衡。该高能桥具有两个温度补偿器，一个用于冷却，另一个用于加热。温度补偿器，例如可以是一台热泵。在使用压缩机工作热泵的原理时，冷凝器加热，蒸发器冷却。因此，在两侧的能量具有一个可使用的工作功能，因为来自高能平衡导致的能量是“再交换的”。“再交换”意味来自热水管网的不希望的冷却降温导致的冷能量使用于冷水侧面的再冷却，以及来自冷水侧无用的加热导致的热能量使用于热水侧的再加热。从而使一个能量上更有利的解决方案实现。按照本发明的新程序是在工作的过程中实现，探索和使用该能量相互作用，因为要求的高能状态能够借助几乎仅供应辅助设备的工作所需的能量而保持。图1和2示出该程序的设备关系形式图。本专业技术人员可以理解，其它的实现形式是可能的，例如，使用其它的热泵，它们仍属于本发明的权利要求保护的范围。
按照本发明的解决方案的优点如下它能够可靠地使用于-避免冷和热饮用水系统生物损害健康的范围；-限定饮用水系统的供应方和消费方侧面边界；-限定饮用水供应的法定的边界；-限定饮用水系统的正式的边界；-节约能量。
权利要求
1.一种保持混合水系统生物纯净用的设备，该混合水系统包括一条冷水管和一条热水管，以及一个水开关，其中该设备包括至少一个液压桥(1和/或2)，连接至供应方管子末端、循环设备(5和/或6)、冷却温度补偿器(3)和/或加热温度补偿器(4)，安装在水开关(9)的前面。
2.按照权利要求1的设备，其特征在于，该设备包括一个双质量流动稳定的水压桥(1，2)。
3.按照权利要求1的设备，其特征在于，该水压桥(1和/或2)包括供应方冷水输入管末端(1III)，供应方冷水输出管末端(1IV)，消费方冷水输出管末端(1I)，消费方冷水返回管末端(1II)，和/或供应方热水输入管末端(2III)，供应方热水输出管末端(2IV)，以及消费方热水输出管末端(2I)和消费方热水返回管末端(2II)。
4.按照权利要求1的设备，其特征在于，在消费方一侧，水压桥(1，2)是连接至循环设备(5，6)和/或一个温度补偿器(3，4)。
5.按照权利要求1至4中任何一项的设备，其特征在于，所述的温度补偿器(3，4)是成双的。
6.按照权利要求5的设备，其特征在于，所述的温度补偿器(3，4)形成一个高能桥。
7.按照权利要求5的设备，其特征在于，所述的温度补偿器(3，4)是能量上彼此独立的，不形成一个高能桥。
8.按照权利要求5至7中任何一项的设备，其特征在于，所述的温度补偿器是热泵型的。
9.按照权利要求8的设备，其特征在于，所述的热泵是压缩机工作的，其工作是根据吸收原理，或者工作是根据帕尔帖原理。
10.按照权利要求1至9中任何一项的设备，其特征在于，一个检查阀安装在循环设备(5，6)的压力管内。
11.一种用于不同温度的水的热平衡的补偿的程序，其中一个高能桥的元件，连接至水管，这些元件中插入冷水管中的一个冷却，插入热水管中的一个加热，以这样一种方式使能够使用由相对的侧获得的能量。
12.按照权利要求11的程序，其特征在于，该高能桥的元件是在一个双质量流动稳定的水压桥系统内工作的。
全文摘要
本发明的主题是提供保持混合水系统生物纯净用的设备。该混合水系统包括一条冷水管和一条热水管，以及一个水开关，以这样一种方式，该设备包括至少一个水压桥(1和/或2)，连接至供应方管子末端，循环设备(5和/或6)，冷却温度补偿器(3)和/或加热温度补偿器(4)，安装在水开关(9)的前面。本发明的另一主题是提供用于不同温度的水的热平衡的补偿的程序，以这样一种方式，使一个高能桥的元件连接至水管，这些元件中插入冷水管中的一个冷却，插入热水管中的一个加热，以这样的一种方式使能够使用由相对的侧获得的能量。优选地，该高能桥元件是在一个双质量流动稳定的水压桥系统内工作。
文档编号C02F1/02GK1911818SQ200510089458
公开日2007年2月14日 申请日期2005年8月11日 优先权日2005年8月11日
发明者山多尔奈·西拉吉 申请人:山多尔奈·西拉吉