旨在再循环水或排放不适合再循环的水的水再循环系统的制作方法

发明领域

本发明涉及水再循环系统，其旨在用于水的再循环或不适合再循环的水的排放，特别地涉及这种水再循环系统的加热系统。

技术背景

水再循环系统是已知的。在wo2013/095278中公开一个淋浴器形式的实例，其描述用于再循环淋浴器的混合装置，允许净化以及水的再循环或水的排放，其中所述混合装置包括再循环回路、具有纳米过滤器的过滤器系统和至少一个过滤器品质传感器，并且其中混合装置被布置成当至少一个过滤器品质传感器指示需要将水从再循环转向排水系统时，使水从再循环转向排水系统。在wo2013/095278中公开的装置包括所谓的改进的排水管，该改进的排水装管收集使用过的水，并促进水流流向再循环回路和过滤系统或流向排水系统。在wo2013/095278的一个实施例中，改进的排水管包括如以上所提及的，指示水质的至少一个传感器，并且其中混合装置被布置成当至少一个水质传感器指示需要将水从再循环转向排水系统时，使水从再循环转向排水系统。

本发明涉及包括加热系统的水再循环系统。建议将不同类型的加热系统用于当前的水再循环系统。例如，在wo2018/097786中，公开了一种组合式热水器和水处理装置，其包括由组合式热水器和水处理装置的单个容器嵌入的水处理单元，并且所述组合式热水器和水处理装置还包括布置在组合式热水器和水处理装置的单个容器外部的加热元件。

本发明的一个目的是提供一种包括加热系统的水再循环系统，该系统具有若干优点，例如诸如高效和易于实施。

发明概述

以上所述的后一个目的是通过旨在用于水的再循环或不适合再循环的水的排放的水再循环系统来实现的，所述水再循环系统包括用于再循环的流动路径、至少一个水处理单元和被布置为用于至少水质的测量的传感器单元，并且其中该传感器单元连接至控制单元，该控制单元基于对水质的测量来决定水在分离点是应该被再循环或是被排放，所述水再循环系统还包括第一加热源，并且其中该水再循环系统还包括第二加热源。

如由以上所了解的，根据本发明的水再循环系统包括若干部件。首先，水处理单元被布置成能够提高水的水质，并从而提高增加再循环百分比的可能性。此外，传感器单元被布置用于水质的测量。控制单元使得能够根据水质使系统被导向成使水再循环或将水排放。此外，如从以上应该了解的，根据本发明的水再循环系统包括第一加热源和第二加热源。

本发明呈现的具有至少两个加热源的水再循环系统与现有系统相比提供若干优点。首先，与仅使用一个加热源相比，至少两个加热源可用于克服峰值功率需求(powerdemand)时段的功率不足。如果只使用一个加热源，在这样的峰值功率需求情况下，其必须重负荷运行。如以下将进一步阐述的，使用两个或更多个加热源意味着加热源中的每一个上的负荷可以被降低以达到特定的能量/效应输出。这在一些应用中可能是非常有益的。

此外，布置两个加热源的另一个优点是增加了水再循环系统的运行稳定性，即，即使一个加热源不工作，水再循环系统也可以运行。

本发明的具体实施例

以下公开了本发明的一些具体实施例。根据本发明的一个具体实施例，第一加热源和第二加热源是不同类型的加热源。根据本发明，这不是强制性特征，但是对于根据本发明的若干不同的应用来说，这是自然的。关于以上内容应该提及的是，表述“加热源”不应被误解为意指“加热介质”。例如，两种不同类型的加热源可以很好地加热根据本发明使用的相同类型的加热介质。作为实例，热水适合被用作用于若干不同类型的加热源的加热介质，若干不同类型的加热源例如lpg加热器、获得热水的任何类型的热交换装置(heatingexchangingsolution)、加热水的太阳能板等等。

然而，应该理解，根据本发明也可以使用“直接”加热源。例如，回路布置(circuitarrangement)可用于将产生的热量传递至用于再循环的流动路径中的再循环水中。在以下进一步阐述这一点。

根据本发明的另一具体实施例，第一加热源或第二加热源是包含加热元件的加热器箱(heatertank)。根据该实施例，包含加热元件的箱可以涉及电加热。此外，wo2018/097786中公开的组合式uv和加热器箱可以很好地用作根据本发明的第一加热源或第二加热源。

根据本发明的又一具体实施例，第一加热源或第二加热源是外部加热源。在这种情况下，外部加热源应被视为本身产生热能，然后例如通过加热介质，适当地为水，将热能传递到水再循环系统的单元。实例为lpg加热器或太阳能装置/太阳能板。与通过例如盘管或电加热的内部加热的容器相比，这可以被视为水再循环系统中的内部加热或直接加热。同样应该注意的是，本发明主要针对水-水加热，这意味着lpg加热器或太阳能板(solarpanel)加热的水被用于加热在水再循环系统内部使用的水。

根据本发明的又一具体实施例，第一加热源和/或第二加热源被提供为热交换装置(heatexchangearrangement)。从以上应该理解这一点，然而应该注意的是，加热源本身可以是太阳能板或lpg加热器，其加热的水之后被用于与旨在要被再循环的水进行热交换，或者实际上可以是过量的调温水(temperedwater)。

根据本发明的一个具体实施例，分离点布置在排水管中，并且热交换装置设置在排水管中，以使得被输送至废物处的水被布置成加热流入水再循环系统中的新鲜冷水。在这种情况下，水再循环系统被布置以使热能的利用最大化，而不是将不干净的调温水直接送至废物处。设置在排水管中的热交换装置的类型可以是不同的类型，例如由任何类型的热交换装置来实现。

本发明提供了一种系统，其中两种类型的加热源以最佳方式相互作用。一个第一加热源(其调节可能相对慢)提供基本能量需求。第二加热源(其提供快速调节)可以用于处理峰值需求，例如在水再循环系统中的回路的长期使用或清洁加热期间。

根据本发明的一个具体实施例，热交换装置被布置成与所述至少一个水处理单元连接。这种布置的实例是例如使用在另一个单元中产生的热水或至少调温水，其然后可以被直接引导至水处理单元。例如，在以上示意的实施组合式uv和加热单元的情况下，热水之后可以被引入盘管，该盘管旨在加热该组合式uv和加热单元内部的水内容物。关于这种替代方案，应该注意的是，其他变形方案也是完全可能的。举一个实例，在房屋的一个单元中产生的热水(例如在洗衣机或洗碗机中产生的热水)可以用作加热源来间接加热根据本发明的水再循环系统中的水流。在这种情况下，间接加热可被视为利用容器或类似物内部的盘管的热交换功能，其中水再循环系统中的水流将被加热。

根据本发明的又一具体实施例，所述至少一个水处理单元是设置在容器内部的光单元(lightunit)，并且其中热交换装置被布置为该容器的夹套(jacket)。光单元可以是不同类型的。非限制性实例是uv光单元，例如uv灯，或一个或更多个led单元。

此外，根据本发明的又一具体实施例，第一加热源也被布置成与所述至少一个水处理单元连接。举一个实例来说，这是带有夹套加热的组合式光单元和加热单元，例如带有夹套加热的组合式uv单元和加热单元。

从以上应该了解，根据本发明的一个具体实施例，第一加热源和第二加热源被定位在一个且相同的单元中。根据本发明的一个具体实施例，第一加热源和第二加热源被定位在一个且相同的单元中，其中第一加热源和第二加热源中的至少一个被布置为作为该单元的夹套的热交换装置。同样，根据本发明，具有夹套布置的组合式uv/加热器装置是这样一种可能的解决方案。在这种替代方案中，应该注意的是，整个单元必须足够大，以既提供足够的夹套表面又容纳或连接至另一加热单元。还应该指出的是，两个加热源可以被布置为该单元中的夹套加热装置，例如沿着该单元的分隔部分。

本发明还涉及运行方法。因此，根据一个具体实施例，本发明涉及用于运行根据本发明的水再循环系统的方法，所述方法包括使用第一加热源以用于为基本加热需求(heatingdemand)提供加热；以及使用第二加热源以用于为峰值加热需求提供加热，作为在由第一加热源提供的加热之外的额外加热。如所示意的，本发明的一个目的是使用廉价的能量源来产生用于水再循环系统的第一级热能。这应提供水再循环系统的基本加热需求。由于纳入还具有满足峰值加热需求时段(峰值加热需求时段例如在长时间使用或清洁加热(cleanheating)期间)的能力的第一加热源将太昂贵且不足以胜任，本发明提供了具有不同性能的两种不同类型的加热源。相反，第二加热源调节快，并且在峰值加热需求期间，例如在系统的清洁加热期间，提供所需的额外加热效果。应当注意，第二加热源提供了对第一加热源的补充。

根据本发明的一个具体实施例，第二加热源被布置成提供比第一加热源更快的可调节性。如从以上所了解的，由于第二加热源旨在满足峰值加热需求，该第二加热源必须具有比第一加热源更高的可调节性。这种具体事件例如是在清洁加热循环期间，或者是在水温相对高的长时间使用期间，在清洁加热循环中水再循环系统的回路或整个水再循环系统被净化。

此外，本发明还涉及运行水再循环系统的方法，其中所述方法包括以不同的运行顺序使用第一加热源和第二加热源。这意味着可以说主加热源或第一加热源旨在在常规使用期间加热水，然而，在热需求较高时的续发事件(sequences)期间，例如在系统可能为了净化目的或类似目的而被加热的加热循环期间，第二加热源作为补充可以与第一加热源一起使用。应该说，两种能量源也可以在常规使用中作为彼此的补充来使用。例如，当水再循环系统是淋浴器时，常规使用可被视为淋浴运行方式。在这种情况下，还可能需要整个再循环回路被加热以防止污染物的增长的加热循环。

根据本发明的又一具体实施例，第一加热源或第二加热源是热交换装置，并且其中使水流动至废弃处的运行方式意味着将该废水流与流入水再循环系统的新鲜冷水进行热交换。这种替代方案已经在上文进行了描述。

根据本发明，除了淋浴器，许多其他应用也是相关的。例如，水池(sinks)就是这样一个实例。作为另一实例，水再循环系统可以用作例如rv(休闲车(recreationvehicles))中的水再循环和分配系统。同样在这种情况下，淋浴器单元或水池单元可以是整个水再循环和分配单元的一部分。与以上已经公开的一致，根据本发明的一个具体实施例，水再循环系统是用于水分配结构的插入式装置(plug-insolution)，该水再循环系统包括一个或更多个用户单元、旨在用于水使用的水箱、泵和加热源，该加热源为第一加热源或第二加热源，其中水再循环系统包括水分配单元，所述水分配单元包括一个通用用户单元入口，通用用户单元入口通过管道连接在所述一个或更多个用户单元的使用过的水的输出侧上可连接至所述一个或更多个用户单元；所述水分配单元还包括污水出口；并且所述水分配单元还包括至少一个水再循环端口，该水再循环端口通过管道连接可连接至水箱，以使得水能够在水分配单元和水箱之间流动；并且其中所述至少一个水处理单元能够处理水以提高其水质，并且其中传感器单元连接至控制单元，并且控制单元被布置成基于对水质的测量来决定水是应该从水分配单元再循环至水箱或是应该从水分配单元通过污水出口被排放。

以上提及的加热源可以被视为第一加热源或第二加热源。此外，举一个关于这种类型的rv应用的实例，则加热源中的一个可以是锅炉。第二加热源可以是例如热交换装置。

此外，可以提及的是，不适合再循环的水可以经由污水出口被引导至灰水(greywater)箱。

此外，关于上述的至少一个再循环端口，应该提及的是，该部件被布置成确保水分配单元和水箱之间的水流。应该使得双向流动成为可能。因此，合适地，至少一个水再循环端口是两个端口，即，通过管道连接可连接至水箱的水再循环出口，和通过管道连接可连接至水箱和/或水分配结构的新鲜水入口的给水入口。如果只提供一个再循环端口，那么整个系统必须能够在一个且相同的管道中在相反的方向上引导流动(flow)。

根据本发明的又一具体实施例，水再循环系统是用于水分配结构的插入式装置，该水再循环系统包括一个或更多个用户单元、旨在用于水使用的水箱、泵和加热源以及灰水箱，该加热源为第一加热源或第二加热源，其中水再循环系统包括水分配单元，所述水分配单元包括一个通用用户单元入口，通用用户单元入口通过管道连接可在所述一个或更多个用户单元的使用过的水的输出侧上连接至所述一个或更多个用户单元；所述水分配单元还包括通过管道连接可连接至灰水箱的污水出口；所述水分配单元还包括通过管道连接可连接至水箱的水再循环出口；并且所述水分配单元还包括通过管道连接可连接至水箱和/或水分配结构的新鲜水入口的给水入口；并且其中所述至少一个水处理单元能够处理水以提高其水质，并且其中传感器单元连接至控制单元，并且控制单元基于对水质的测量来决定水是可以从水分配单元再循环至水箱或者应该从水分配单元被排放并输送至灰水箱。

为了给出根据本发明的水再循环系统的一些进一步的实例，特别是与rv有关的水再循环系统，一个或更多个用户单元可以是一个淋浴器和/或至少一个水池。此外，一个或更多个用户单元可以通过冷水侧和热水侧的管道连接而连接至水箱。此外，且如上所提及的，污水出口可以通过管道连接可连接至水分配结构的灰水箱。这可以通过重力来运作。此外，所述至少一个水处理单元可以布置在水分配单元的内部。此外，所述至少一个水处理单元可以包括光单元，例如uv光。另外，所述至少一个水处理单元可以与过滤器组合。另外，根据本发明的系统可以包括一个或几个过滤器，例如布置在不同于水处理单元的位置的粗过滤器。此外，传感器单元的至少一个传感器可以被布置在水分配单元的内部。另外，水分配单元适当地包括泵，该泵能够将处理过的水从水分配单元泵送和从水再循环出口泵出以及泵送到水箱。

同样在该情况下，根据一个实施例，本发明涉及使用第一加热源以用于为基本加热需求(heatingdemand)提供加热；以及使用第二加热源以用于为峰值加热需求提供加热，这作为在由第一加热源提供的加热之外的额外加热。此外，根据本发明的又一个具体实施例，第二加热源被布置成提供比第一加热源更快的可调节性。

根据一个实施例，本发明涉及一种方法，该方法包括使用以上所公开的水再循环系统，用于使水从水分配结构的水箱流到水再循环系统的水分配单元，以使水处理能够提高水质。

另外，根据又一实施例，所述方法包括以不同的运行顺序使用第一加热源和第二加热源。以上已经阐述了这种替代方案，以及这可能是有意的原因。

附图描述

在图1中，示出了本发明的一个具体实施例。根据本发明的水再循环系统1在这种情况下是淋浴器的形式。水再循环系统1包括通向混合器的冷水侧和温水侧的水入口。清洁水经由阀流入水再循环系统，并且然后通过水再循环系统1进行泵送，并通过淋浴头流出。水在一个水处理单元6中进行处理，该水处理单元6可以是uv单元或其他的处理单元，也可以与过滤器组合，或者实际上仅包括加热单元和/或uv/led单元。水再循环系统1包括第一加热源100和第二加热源200，使得水可以被加热。在这种情况下，第一加热源100是加热器并且第二加热源200应该被视为热交换装置。类似装置(set-up)的实例具有组合式uv/加热器单元，以包括水处理单元6和第一加热单元100两者，以及具有作为第二加热源200的额外的热交换装置，并且第二加热源可以被布置为与组合式uv/加热器单元连接(参见图4的一个类似装置)。

另外，在这种情况下，水再循环系统1还包括分离点(pointseparation)30，分离点30在这种情况下被布置在排水管300中。在该排水管300中，设置有传感器单元7，该传感器单元7包括至少一个传感器，该至少一个传感器检测水质并向控制单元发送信号(见虚线连接)，该控制单元决定是分离出水，即由于品质低而将其排放，还是将其输送至再循环的流动路径50中，并且通过打开阀，然后还能够使水在再循环的整个流动路径50中再循环，并且再次在淋浴器中重复使用该水。应当注意，传感器单元7可以包括若干传感器，传感器也可在系统的其他部分中。

在图2中，提供了与图1中类似的实施例，然而在这种情况下，第二加热源200作为热交换装置被布置在排水管300中。

此外，在图3中，提供了又一个类似的实施例，然而在这种情况下，第二加热源200作为夹套装置被布置在水处理单元6上。这可以是例如组合的uv/加热器装置。

另外，在图4中，提供了另一种类似的布置，然而在这种情况下，第一加热源100和第二加热源200两者都布置成水处理单元6的单独的夹套布置。应当注意，这种单元可以不设置任何水处理单元6，并且在这种情况下，水处理单元6可以被布置在另一个位置。关于这一点应该注意的是，本发明还实施为在水再循环系统1中，第一加热源100和第二加热源200被定位在一个且相同的单元中，并且此处第一加热源100和第二加热源200中的至少一个被布置为作为该单元的夹套的热交换装置。

在图5中，布置了，例如在休闲车(rv)中的这种水分配结构中的，另一种类型的水再循环系统1。在这种情况下，水再循环系统1包括一个或更多个用户单元8，在该种情况下，只有淋浴器，然而例如还有水池也是完全可能的。水再循环系统1还包括水箱3和加热器500。新鲜水入口14向水箱3中提供水。

该系统1被设置成能够处理和重新使用水箱3中的水。同样在这种情况下，泵4能够通过再循环流动路径50泵送水，使得重复使用成为可能。传感器单元7以如上所公开的类似方式运行，然而在这种情况下，水分配单元2能够处理水箱3中的水以保持高水质，从而水可以被重复使用。值得注意的是，在这种情况下，水分配单元2包括水处理单元6，例如水处理单元6是以uv单元或类似处理单元的形式。

应该说，排水管300可以是水分配单元2的一部分。它也可以是第一分离单元，使得水可以在再循环的流动路径50中直接再循环。传感器单元7可以包括一个或若干个传感器，然而至少一个传感器测量水质。

此外，水分配系统1包括加热源5，在这种情况下是第一加热源100。另外，连接的水交换装置可以被布置为第二加热源200。然而，在这种情况下，第二加热源200是加热器500的形式，加热器能够加热从水箱3再循环的水。

水分配单元2包括一个通用用户单元入口9和一个污水出口10。如果水被分离出来，它可以例如被输送到灰水箱11(见图6)。至少一个再循环端口1000经由管道连接而连接至水箱3，以使得水能够在水分配单元2和水箱3之间流动。在这种情况下，再循环端口1000使得水能够双向流动。

这与图6相比是不同的。在图6所示的实施例的情况下，布置有连接至水箱3的水再循环出口12，使得可以将水从水分配单元2泵送到水箱3，给水入口13使得水能够从水箱3流到水分配单元2。如所提及的，在这种情况下，低品质和不适合处理的水可以被分离出到灰水箱11。