专利名称：消毒系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对流体进行消毒的方法和设备，具体而言，涉及一种使用热处理方式对流体进行消毒的设备，并且涉及一种用于进行组合供应-具体而言为用于进行组合供应热水、空气调节和已消毒水的设备。
背景技术：
在本说明书中对任何现有技术的参考都不是并且都不应该被视为是对现有技术构成部分公知常识的认可或任何形式的暗示。
通过将流体加热到预定温度并在该温度下保持预定量的时间来提供流体的消毒，以使得流体中的生物体、病毒和病原体消灭或失活，这已为人熟知。通常，当期望对大量或少量流体进行消毒时，可以通过在存储箱中或金属箱中对该流体进行加热来实现。
然而，用于对流体进行消毒的现有系统趋于价格昂贵并且能效差，并且由于存储箱的腐蚀而具有短的寿命周期，使得供应大量消毒流体过程昂贵。
虽然已经提议了可替换方案，但是这些技术也通常效率低下。例如，为了保证下水道水的足够卫生，通常使用反渗透，反渗透使用操作和运行成本非常昂贵的膜，但处理过程中存在大量的流失而不能充分地重新使用所有废水。
此外，当在偏远地区提供例如热水、已消毒的水、空气调节等之类的便利条件时，系统的运行效率变得很重要，主要是在使运行和环境成本两方面降低至最低程度的方面。
船舶压舱水也碰到类似问题。压舱水用来保持承载可变货物量的船舶的浮力和稳定性。为了达到这个目的，当船舶被装载或卸载时，通常向当地海港排出压舱水或从当地海港加入压舱水。当船舶到达其目的港口并且被卸载时，通常再次向压舱水箱添加压舱水或从压舱水箱除去压舱水。在这种情况下，这样使得目的港口被来自起始港口的水污染，由此为海洋生物体、病原体和其它污染物提供了从一个港口到另一个港口传播的机制。
为了减少这种风险，需要船舶通过把每个压舱水箱都依次排空又用海水再次充满空水箱的方式在海上循环其压舱水。这是一个复杂且费时的方法并且会给船舶安全招致很大的风险。特别是，当压舱水箱为空时，这会在船舱上施加过度的压力，并会导致船身破裂。除此之外，当补充水时，该船舶通常稳定性差并因此可能在狂风大浪中倾覆。
由于这种情形的结果，船舶的船长经常不能如所要求地循环压舱水，时常导致对不同海港的污染。
在偏远的旅游胜地，通常也提供许多个独立运行的系统，以便为所有便利条件的要求创造条件。这通常包括热水供应和电力供应。电力用于一般照明和动力应用中，并用于驱动空气调节装置。除此之外，可能有必要提供一定程度的水净化，这通常又需要能耗极高的设备(energy hungry apparatus)。由于这种情形的结果，对于能接待300旅客的旅游胜地来说，通常需要至少三个发电机。
作为电驱动空气调节装置的可选替代方案，可以使用吸收式冷冻机。然而，当与其它装置分开使用时，这种系统通常也效率低下，因此对于多数应用以及进一步对运行成本和环境成本并不适合。
发明内容
本发明以第一概括形式提供用于对流体进行消毒的设备，该设备包括(a)用于将流体加热至第一温度的预热热交换器，该预热热交换器包括(i)用于接收流体的第一入口；(ii)用于提供第一温度的已预热流体的第一出口；(iii)用于接收基本为第二温度的已消毒流体的第二入口；和(iv)用于提供已消毒流体的第二出口；以及(b)用于将流体加热至第一温度的消毒箱，该消毒箱包括(i)热源；(ii)用于接收已预热流体的入口；(iii)与该入口连接的用于将已预热流体加热至第二温度从而对流体进行消毒的热交换器；和
(iv)与该热交换器连接的用于向该预热热交换器的第二入口提供已消毒流体的出口。
通常，该热交换器具有预定的长度。
通常，该热交换器由旋绕管道或盘管构成。在由盘管构成的情况下，该热交换器优选地适于减少管道内的通道效应。
该热源通常包括初级回路以及下列中的至少一个(a)加热元件；和(b)与热流体源连接的第二热交换器。
该热流体优选由下列中的至少一种来加热(a)来自装置的废热；和(b)太阳能加热。
该消毒箱优选为反向动作加热器(reverse acting califorier)，在这种情况下，该消毒箱可以为RotexTMSC500。
在这种情形下，该热交换器优选为PE-X热交换器。
该预热热交换器可以为例如RotexTMSC500之类的第二反向动作加热器。在这种情形下，该第二入口和第二出口可以被连接至第二RotexTMSC500的初级回路上，该预热热交换器为PE-X热交换器。
该消毒箱可包括绝热外壳。
该热源可包括与锅炉连接的管道。
第二温度的流体可以被加压。
该流体可以预定速率被提供，而其中该热交换器适于将流体加热至第二温度并在该温度下保持预定的时间长度。
在这种情形下，该设备通常还包括用于控制预定速率的控制系统。
该控制系统可以包括(a)流量控制阀；和(b)用于控制流量控制阀的控制器。
该设备还可以进一步包括温度传感器，该温度传感器产生指示第二温度的信号，并且其中控制器根据该信号控制预定流动速率。
该控制器通常是适当程序化的处理系统。
本发明以第二概括形式提供一种操作用于对流体进行消毒的设备的方法，该设备包括(a)用于将流体加热至第一温度的预热热交换器，该预热热交换器包括(i)用于接收流体的第一入口；(ii)用于提供第一温度的已预热流体的第一出口；(iii)用于接收基本为第二温度的已消毒流体的第二入口；和(iv)用于提供已消毒流体的第二出口；以及(b)用于将流体加热至第一温度的消毒箱，该消毒箱包括(i)热源；(ii)用于接收已预热流体的入口；(iii)与该入口连接的用于将已预热流体加热至第二温度从而对流体进行消毒的热交换器；和(iv)与该热交换器连接的用于向该预热热交换器的第二入口提供已消毒流体的出口；并且其中，该方法包括以预定速率向第一入口提供流体。
既然如此，可以使用第一概括形式的设备实施第二概括形式的方法。
本发明以第三概括形式提供一种供应系统，该系统包括(a)用于使用外部热源来提供冷却流体的吸收式冷冻机；(b)用于使用外部热源来提供已消毒流体的流体消毒系统；(c)用于使用外部热源来提供已加热流体的热水系统；以及(d)回收废热的废热回收系统，该废热回收系统作为吸收式冷冻机、流体消毒系统和热水存储系统中至少一个的外部热源。
通常，该废热回收系统包括与下列中的至少一个连接的热交换器a)发电机；和b)锅炉。
通常，该废热回收系统向吸收式冷冻机、流体消毒系统和热水系统中被选定的一个提供热，该系统还包括用于下列用途的第二废热回收系统a)从吸收式冷冻机、流体消毒系统和热水系统中被选定的那个回收废热；和b)将废热提供给吸收式冷冻机、流体消毒系统和热水系统中的一个。
通常，该吸收式冷冻机包括
a)利用制冷剂的蒸发来对通过入口接收的流体进行冷却并通过出口提供冷却流体的蒸发器；b)用于下列用途的吸收器i)接收来自该蒸发器的已蒸发的制冷剂；和ii)使得制冷剂耗尽的溶液吸收已蒸发的制冷剂来形成溶液；c)用于下列用途的冷冻机发生器i)接收来自该吸收器的溶液；ii)通过使用外部热源加热的方式从溶液中蒸发掉制冷剂以产生制冷剂耗尽溶液；和iii)向吸收器提供该制冷剂耗尽溶液；d)用于下列用途的冷凝器i)接收来自冷冻机发生器的已蒸发的制冷剂；ii)冷凝蒸发(evaporating)的制冷剂并产生废热；和iii)向蒸发器提供制冷剂。
通常，该流体消毒系统包括a)用于将流体加热至第一温度的预热热交换器，该预热热交换器包括i)用于接收流体的第一入口；ii)用于提供第一温度的已预热流体的第一出口；iii)用于接收基本为第二温度的已消毒流体的第二入口；和iv)用于提供已消毒流体的第二出口；以及b)与外部热源连接的用于将流体加热至第一温度的消毒箱，该消毒箱包括i)用于接收已预热流体的入口；ii)与该入口连接的用于将已预热流体加热至第二温度从而对流体进行消毒的热交换器；和iii)与该热交换器连接的用于向该预热热交换器的第二入口提供已消毒流体的出口。
通常，该热交换器具有预定的长度。
通常，该热交换器由旋绕管道或盘管构成。
通常，该消毒箱和预热热交换器中的至少一个由反向动作加热器构成。
通常，该反向动作加热器为RotexTMSC500。
通常，该热交换器为PE-X热交换器。
通常，该热水供应(hot water supply)包括反向动作加热器。
本发明以第四概括形式提供一种供应系统，该系统包括a)用于使用外部热源来提供已消毒流体的流体消毒系统；b)用于使用外部热源来提供已加热流体的热水系统；以及c)回收废热的废热回收系统，该废热回收系统作为流体消毒系统和热水存储系统的外部热源。
通常，该废热回收系统与用于产生电力供应的发电机连接。
通常，该设备是根据本发明的第三概括形式的设备。
本发明以第五概括形式提供用于处理船中的压舱水的设备，该设备包括a)用于将压舱水加热至第一温度的预热热交换器，该预热热交换器包括i)第一入口，用于接收来自压舱水箱的压舱水；ii)第一出口，用于提供第一温度的已预热的压舱水；iii)第二入口，用于接收基本为第二温度的已进行巴氏消毒的压舱水；和iv)第二出口，用于向压舱水箱提供已进行巴氏消毒的压舱水；以及b)用于将压舱水加热至第二温度的巴氏消毒箱，该巴氏消毒箱包括i)用于接收已预热的压舱水的入口；ii)与该入口连接的用于将已预热的压舱水加热至第二温度从而对压舱水进行巴氏消毒的热交换器；和iii)与该热交换器连接的用于向该预热热交换器的第二入口提供已进行巴氏消毒的压舱水的出口；以及c)与船中设置的发动机连接的热回收系统，该热回收系统适于对巴氏消毒箱进行加热，从而对压舱水进行消毒。
通常，该第一入口与压舱水箱在第一高度连接，第二出口与压舱水箱在第二高度连接，该第二高度比第一高度更高，从而保证了已消毒水在更高的高度返回压舱水箱。
通常，该设备包括根据本发明第一概括形式的设备。
本发明以第六概括形式提供用于处理船中的压舱水的设备，该设备包括a)用于从发动机和锅炉中至少一个回收热的热回收系统；和b)用于使用回收的废热将压舱水加热至预定温度从而对压舱水进行消毒的流体消毒系统。
通常，该设备包括根据本发明第一概括形式的设备。
附图简述现在参照附图对本发明的实施例进行说明，其中
图1是用于对流体进行消毒的设备的示意性概图；图2A是用于对流体进行消毒的设备的第一具体实施例的示意图；图2B是用于对流体进行消毒的设备的第二具体实施例的示意图；图3A是用于对流体进行消毒的设备的第三具体实施例的示意图；图3B是用于对流体进行消毒的设备的第四具体实施例的示意图；并且图4是用于对流体进行消毒的设备的第五具体实施例的示意图。
图5A和5B是引入流体消毒系统的系统的实施例的示意图；图6A和6B是引入流体消毒系统的热水供应系统的实施例的示意图；图7A是用于对压舱水进行消毒的流体消毒系统的实施例的示意图；图7B到7E是用于图7A的压舱水消毒系统中的流体消毒系统的实施例的示意图；图8是吸收式冷冻机的实施例的示意图；图9是热水存储系统的实施例的示意图；图10是包括流体消毒系统、吸收式冷冻机和热水存储系统的组合系统的第一实施例的示意图；图11A到11D是可供替代选择的组合系统的实施例的示意图；图12A到12B是用于在有配送的旅游胜地(distributed resort)使用组合系统的系统的示意图；并且图13是包括流体消毒系统、吸收式冷冻机和热水存储系统的组合系统的第二实施例的示意图。
具体实施例方式
现在参考图1对流体消毒系统的实施例进行说明。
在这个实施例中，该流体消毒系统包括管道1，该管道1具有入口2和出口3。该管道1穿过第一热交换器4和第二热交换器5。
一般来说，该热交换器4、5包括各自的绝热外壳6、7，各绝热外壳限定了如图所示的空腔8、9。空腔9包括具有入口12和出口13的管道11，该管道11邻近管道1的1A部分设置。在这个实施例中，外部热源10被设置用来加热空腔9中的水，从而来加热管道1中的流体。在一个实施例中，这可以通过额外地加热管道11中的另一流体来实现，或者可替代地，可以使用其它外部或内部热源10，例如电加热元件等，来给空腔9提供热。如图在14处所示，第一热交换器4中的加热由第二热交换器5中流出的流体提供。然而，可以理解的是，每个空腔8、9都可以装满例如水之类的物质，用于保持热，从而如本领域普通技术人员所能理解地那样提高热交换器的效率。
使用中，要被消毒的流体在入口2处被接收，并沿着管道1被传送进入第一热交换器4，该第一热交换器4对流体提供初始加热至第一温度。随后，该第二热交换器5将流体加热至第二温度。管道1被布置为使得当流体以预定速率传送通过管道1时，流体会在第二温度度过预定量的时间，从而确保流体被消毒。
从第二热交换器5流出的在第二温度的流体在第一热交换器4中将输入流体加热至第一温度，同时已消毒流体通过出口3提供。通过使用从第二热加热器5流出的流体的废热对在入口2处接收的流体进行预热，可以减少第二热交换器5中所需的由热源10提供的加热量。这样便于使用各种各样的热源，例如来自锅炉、发电机、空气调节装置等的废热和例如太阳能加热等的可再生能量。在可用的热不足的情况下，则任何一个或多个热源可以和/或连同内部加热元件等一起被使用。
本领域普通技术人员可以理解的是，需要用以对流体进行消毒的时间长度由使用的第二温度和流体的性质以及要被灭活的污染物而定。一般来说，第二温度越高会导致消毒过程需要的时间越少，这在给定管道长度的情况下又允许流体通过管道1的流动速率更高。
为了进一步增加能被消毒的流体的容量，在1A处所大体示出的，在第二热交换器5内的那部分管道至少部分地旋绕，以由此增加空腔9内1A部分的长度。
为了确保流体被适当地消毒，有必要根据管道1的长度和流体的性质控制流动速率。这可通过提供一个或多个流量控制阀17-例如与合适的控制器15连接的比例流量阀-来实现，以由此确保流体在第二温度下被保持足够长的时间段。这可以根据控制器15接收的来自温度传感器16的信号来实现。
该控制器15可以是适于对来自温度传感器16的信号做出响应并由此控制流量阀17的相对开启从而保持期望流动速率的任何形式的控制器。在一个实施例中，这可以通过使用合适的恒温器和继电器(thermostat and relay)来实现。不过，可替代地，这也因此可以通过使用适当程序化的系统，例如计算机、膝上电脑(laptop)、掌上电脑、个人数字助理(PDA)、专用硬件、可编程逻辑电路等来实现。这样做是为了保证流体接受所需程度的加热，以对流体进行充分消毒并消灭其中的所有污染物等。
或者，该系统可以被配置以使用预定流动速率，该预定流动速率可由-例如-固定孔来限定。既然如此，例如，入口2可具有固定的横截面积，使得流入管道1的流体以预定的控制速率流动。既然这样，可以理解的是，就不需要例如提供控制器15之类的任何形式的附加动态流量控制。
通常，在流体为水的情况下，第二温度必须高于50℃并优选高于80℃。在一个优选实施例中，水在第二热交换器5中被加热至85℃和90℃之间的温度。在这种情形下，第一热交换器4通常将水预热至与第二温度相差几度，相应地，第一温度会在80至85℃的范围内。
然而，可以理解的是，所使用的温度由使用该系统的应用决定。因此，例如，如果该系统用来处理压舱水，则可以使用例如50℃之类的较低温度，但处理用于检疫用途的流体则需要最高达121℃的温度。这取决于像要被处理的污染物、流体的预期用途、关于消毒可用的时间和可用的外部加热程度的任何限制之类的因素。
任何情况下，为了确保对流体进行适当地消毒从而消灭所有污染物，必须确保流体被保持在第二温度下一预定时间量，该预定时间量根据流动速率和管道1A部分的长度而定。因此，在以上给出的实施例中，管道1被旋绕以增加1A部分的长度，从而增加在预定流动速率下的流体保持在第二温度下的时间长度。
然而，在确定流体花在管道1A部分中的时间量时，考虑管道1内部的通道效应很重要。具体而言，当流体流过管道时，流体会在管道的内表面上形成边界层。该边界层比朝着管道中心的流体而言趋于承受更大的摩擦力，因此会以更低的速率流动。
因此，在确定流动速率和管道长度时，必须确保所有流体在第二温度下保持预定的时间量。这可以通过两种主要方式来解决。
第一，确定在工作温度下实施消毒的理论预定时间。随后，控制流动速率以提供安全裕度(safety margin)，从而确保流体穿过管道1A部分所用的时间比预定时间更长。
第二，管道1A部分被设计为减少通道效应。在一个实例中，这通过将管道1A部分布置为盘绕的来实现。使用盘绕布置易于将湍流和涡流引入管道1内的液流，这样又会破坏边界层，并因此减少通道效应。因此，流过管道1A部分的流体趋于以更均匀的速率流动，从而保证所有流体在管道1A部分内花费等量的时间保持在第二温度。
为了减少第二热交换器5内所需的加热量，本领域内普通技术人员可以理解的是，优选将第一和第二温度之间的差最小化。因而，通常第一温度与第二温度相差几度，并优选第一温度和第二温度相差一或二度。
然而，在一些情况下，热源10提供固定度数的加热，它将第二热交换器中的流体加热不止几度。例如，如果热源10由来自装置的废热形成并且需要从装置除去预定量的热以防止过热时，这种情况就会发生。在这种情形下，可能期望增加第一和第二温度之间的温差以由此保证除去废热。
本领域普通技术人员可以理解的是，第一和第二温度的相对值在很大程度上取决于第一热交换器4的配置，因此这将根据热源10进行选择。
如本领域普通技术人员可以理解的，在以上实施例和以下实施例中，水或其它流体流过管道或其它流动路径可以使用适合的泵来实现，为了清楚起见，没有示出泵。
现在参照附图2至4对用于实施该功能的具体设备配置的实施例进行说明。
具体地，图2A示出了包括预热箱20的第一配置，该预热箱20由设置在绝热外壳22内的热交换器21构成。预热箱20包括用于接收要被消毒的流体的入口管道23和用于提供在第一温度下的流体的出口管道24。第二入口管道25被设置用于接收在第二温度下的已消毒流体，第二出口管道26被用来提供已消毒流体。
出口管道24和第二入口管道25都连接至由反向动作加热器(reverse acting calorifier)构成的消毒箱30。这可由任何适合的设备构成，并通常包括用于保持热的绝热外壳和热交换器。在一个实施例中，这由RotexTMSC500热交换器构成，虽然可以使用其它设备。
Rotex SC500热交换器或等同装置，又被称为“Rotex Sanicube”，包括设置在绝热外壳32内的初级流体回路31。该初级流体回路31由热源33加热，从而存储热能。该热源33可以是提供2.4至24千瓦加热功率的电元件。在该实施例中，使用6千瓦的Incalloy800型元件或等同元件来提供必要程度的加热。
消毒箱30包括与热交换器36连接的入口34和出口35，在这个实施例中，该热交换器是PE-X型热交换器，但可以是等同的热交换器。在这个实施例中，入口和出口34、35分别连接至预热箱20的出口管道24和第二入口管道25。
使用中，流体被供应至预热箱20，并被消毒箱30中流出的流体预热至第一温度，该第一温度通常与第二温度相差几度。已预热的流体被供应至入口34，并流经PE-X热交换器36，在PE-X热交换器处流体被一个或多个加热元件33以及初级流体回路31加热至第二温度，该第二温度至少为60℃，更优选为至少85℃。
在这种具体配置和给定PE-X热交换器36的尺寸和长度限制的情况下，以通常的模块封装形式(modular package form)可对每小时最高达2000升的流体进行消毒。以此速度时，流体通常要花大约4分钟保持在第二温度，这4分钟比对流体进行消毒的充足时间长。实践中，在85℃和90℃之间的温度下，消毒通常需要花大约1分钟，因而，即使提供50％的安全裕度以保证对所有流体进行消毒，这也允许在实践中使用比每小时2000升更高的流动速率。
图2B中示出了第二实施例配置。在这个实施例中，电加热元件33被热交换器37取代。具体而言，该热交换器37包括入口38和出口39以提供由像太阳能加热之类的外部热源加热的流体。热交换器37内的已加热流体运作加热初级流体回路31中的流体。除此之外，操作基本如上所述。
本领域普通技术人员可以理解的是，这允许来自像空调等之类热源或来自像太阳能加热之类的可再生源的废热作为用于消毒的适合热源。这使得可以使用可再生能源等来实现消毒。
可以理解的是，在经由热交换器37提供的加热不足的情况下，例如，如果在入口38处接收的流体的温度太低，则可通过使用像上文图2A中描述的加热元件33之类的加热元件提供补充的加热。
这种工作配置极其高效。具体而言，虽然Rotex SC500极其高效，但仍然需要较大量的能量将消毒流体在没有预热的情况下直接加热至适合的第二温度。然而，通过使用从Rotex SC500流出的流体，将要被消毒的流体预热，这使得该系统能效更高得多，从而大大提高了效率。
现在参照图3A对第三实施例配置进行说明。
在这个实施例中，该设备基本与上文所描述的相同，只是预热箱20被管道(Tube)装置40内的Rotex SC500管道(Tube)取代。在管道装置40内的Rotex SC500管道(Tube)与上文描述的Rotex SC500 30基本相似，数值增加了10的相似参考数字被用来表示相似的整数。然而，在这个实施例中，初级流体回路41与相应的入口管道和出口管道50、51连接。
使用中，要被消毒的流体通过入口44被接收，并在通过出口45被传送给消毒箱30之前穿过PE-X热交换器46。在通过出口35被供应至初级流体回路41的入口50之前，该流体被如参照图2A所述地进行消毒。已消毒流体流过该初级流体回路41并对PE-X热交换器46中的流入流体提供预热。
可以理解的是，由于该初级流体回路一般地将要使用的流体保持在加热状态，所以该配置效率极高。然而，也可以使用另一种配置，该配置中，要被消毒的流体被传送穿过初级流体回路，而从消毒箱30中流出的已加热的流体被设置在管道(tube)PE-X加热器46中的管道(tube)或等同装置中。
在该配置中，如上所述，消毒箱中的热源由Incalloy 800型加热元件32或等同元件形成。
图3B中给出了第四实施例配置，其中电加热元件32由如上参照图2B所描述的热交换器37取代。
因此，可以理解的是，图3A和3B中示出的实施例与图2A和2B中示出的实施例近似，并且因此通常可以在近似的时限内对近似数量的流体进行消毒。此外，虽然Rotex或等同装置的资本投资比图2A、2B中示出的热交换器装置昂贵，但此增加的成本会通过对要被消毒的流体进行更高效率的预热得以补偿。因而，这减少了在消毒箱30内的加热需求，从而减少了运行成本。
虽然以上两种配置都能以模块形式(modular form)在每小时内输送2000升已消毒的流体，但如果需要对更大容量，例如基于消费所需的每小时最高达20,000升的流体进行消毒时，则需要现在参考图4所描述的可选择替换配置。
在这个实施例中，该设备由热交换器或等同装置60构成，该热交换器或等同装置60具有用于接收要被消毒的流体的第一入口61和用于将已预热的流体传送给反向动作加热器63的出口62，该反向动作加热器63或者加压或者不加压。该反向动作加热器包括设置在箱65中的管道64。该管道64形成由热源以管道66形式加热的热交换器，管道66通过入口67和出口68与热源连接。已消毒流体通过第二入口69、穿过热交换器60被传送至第二出口70。
在优选的实施例中，管道64被如上所述地盘绕，以减少该系统内的通道效应。然而，作为替换，可以控制流体的流动速率，从而提供适合的安全裕度以保证适当的消毒。
在这个实施例中，通过使用或者基于来自像空调等之类设备的废热或者基于例如来自锅炉的直接加热的热源来提供加热的方式，又使得要被消毒的流体升高到第二预定温度。在这个实施例中，该第二预定温度可以相比在第一到第四配置中设置的第二温度有所提高，以允许实现更迅速的消毒。
为了防止正在被消毒的流体沸腾，可以对该系统加压，以使得在管道64内流体在压力下被提供。
在这个实施例中，还可设置温度计71、72、73、74，以监测相对第一和第二温度，从而保证流体被适当地消毒。因此，例如，如上参考图1进行描述的，可以根据温度控制流体的流动速率，从而保证进行成功的消毒。
可以理解的是，以上描述的系统适于对大容量的各种各样的流体进行消毒。具体而言，该系统理想地适于对灰色流体和黑色流体进行消毒，灰色流体包括来自洗浴、洗脸盆、洗碗机和洗衣机的流体，黑色流体包括来自马桶、腐化系统等的流体，该黑色流体通常含有大量污染物例如粪便大肠菌群和细菌以及目标种类的生物体、细菌、病原体和像雌激素、硝酸盐、磷酸盐、药剂等之类的化合物等。
可以被灭活的污染物取决于像使用的温度和时间之类的消毒条件。
由于与其它流体净化技术相比提高了消毒流体的质量，所以可以在更多的情况下利用该系统。因此，例如，该系统可被用来处理来自污水厂和化粪池的排出液以及工业废水，使之安全地重新使用或处理。除此之外，动物排出液可以被消毒用于灌溉农作物或牧场。受污染河流和堤坝储水可以被消毒，使之可作为饮用水使用。该系统还可以被用来对船舶或船只上的压舱水进行消毒，使得压舱水可安全地返回到海洋或河流中。
当该消毒系统用来处理像下水道水之类的黑色流体时，通常要在消毒之前对流体提供初步处理。具体而言，黑色流体可被提供给生物消化池，该生物消化池包括像Zabel A300生物过滤器之类的生物过滤器。随后，如本领域普通技术人员可以理解地，在使用上文中描述的系统中的一种进行消毒之前，该流体通常经历进一步过滤以除去较大片的碎屑。
该系统的构建和维护通常也是有成本效率的。
现在参考图5A对用于向住宅单元区(residential unitb lock)80提供已消毒水的系统的实施例进行说明。具体而言，如图示出的住宅单元区80具有循环水入口81、黑水出口82和灰水出口83。灰水出口83通过两个调压缓冲箱(surge tank)84与砂滤器或生物消化池(例如化粪池、曝气池、曝气污水处理系统(AWTS)、加菌淤泥厂之类)85和流体消毒系统86连接。该流体消毒系统86与以上参考图1至4所描述的流体消毒系统相似。该流体消毒系统86通过小剂量氯泵(lowdose chlorine pump)87与循环水存储箱88连接。随后，循环水存储箱88的输出通过循环水入口81向住宅单元80供应水或通过灌溉管道89向灌溉环境供应水。
因此，在使用中，从单元区80获得的灰水穿过调压缓冲箱84，使得灰水被曝气(aerated)并随后使用反冲洗砂滤器被过滤。这样除去了所有大颗粒污染物。随后，使用流体消毒系统86来对水进行消毒，而通过如示出的小剂量氯泵87提供后续处理。这样可被用来减少消毒后的污染物。随后，循环水可被存储在存储箱中，直至需要将其供应至单元区80或通过灌溉管道89供应至灌溉区域。
对于一般的150个单元的单元区来说，通常会有大约412个卧室，这又会导致每天产生123,000升废水。在这些废水当中，会有大约83,000升灰水和40,000升黑水。
因而，可以使用每小时能够对大约3,500升流体进行消毒的流体消毒系统86对灰水进行消毒。
这样提供足够的水，使得可以以下列方式使用水洗衣每天重新使用总水量的23％，等于每天28,000升；马桶每天重新使用总水量的32％，等于每天40,000升；并且灌溉每天重新使用15,000升。
剩余的每天用水总量的45％通常通过供水干线提供，用于洗手盆、洗澡以及厨房用途。
图5B示出了这样一种系统的第二实施例，在该实施例中，一组住宅90通过废水出口91与曝气废水处理厂92、自动反冲洗砂滤器93、调压缓冲箱94连接，然后与流体消毒系统95连接。该流体消毒系统向氯泵96和循环水存储箱97提供已消毒的水。该存储箱97通过入口98向住宅提供循环水或通过灌溉管道99提供循环水用于灌溉用途。额外的加注水可通过加注管道100提供。
因此，可以理解的是，该系统以与以上参考图5A所描述的系统相似的方式运作。
现在参考图6A对用于提供流体消毒和热水以及电力的系统的实施例进行说明。
在这个实施例中，提供了流体消毒系统110，该流体消毒系统110类似于图2A中示出的流体消毒系统，对于相同的元件，其参考数字增加了100。在这一特定实例中，热交换器130形成热水系统的一部分并且作为流体消毒系统的一部分，因此包括附加的热交换盘管137。如在图6B中更详细地示出的一样，该热交换盘管137可类似于图2B中示出的热交换盘管37或者图3A中示出的在管道盘管(tube coil)46内的管道。
该流体消毒系统110通过出口126与氯泵140连接，接着与存储箱141连接。该存储箱141通过存储泵142与入口134连接，以允许水被加热，这样又通过出口139提供用于洗浴的热水。除此之外，设置泵143以通过反冲洗carbine过滤器(back-flush carbine filter)144向入口123供应水。
在这个实施例中，设置发电机111以提供用于照明等的额外电力。来自该发电机的废热可被用来对热交换器130进行加热，例如通过使用对水进行加热并循环通过热交换器130空腔的热回收系统，并且如果需要额外的加热时，还可为加热元件133提供动力。
这种形式的系统可被用于例如实现电力供应的偏远地区或周边地区(cir areas)。这使得该系统尤其适于使用在发生灾难之后的救济地区或者类似经常急需建立电和水供应的地区。特别地，重量不足1吨的单个装置能够每天提供20吨水，从而大大减少了救济工作的运输负担。
图6B示出了使用热交换器121和Rotex容器140的流体消毒的实施例，该热交换器121类似于图2A中示出的热交换器，并且容器140类似于图3A中示出的容器。因此这显示了在管道(tube)热交换器中使用管道(tube)，因此这就能提供在上文图6A中描述的系统中使用的组合供应。
在此情形中，并不是在与图2A中的外壳22相似的外壳内提供热交换器，而是提供像Swep国际紧密型铜制热交换器之类更小的热交换器。这样减少了该设备的尺寸和重量，并允许热交换器21、121被安装进外壳30、140。
图7A示出了使用该流体消毒系统的另一个实施例。具体而言，该实施例涉及在船舶内对压舱水进行消毒。
在这个实施例中，船舶150包括船身151，该船身151具有多个通过在舱壁152A之间延伸的流通通路或管道相互连接在一起的压舱水箱152。这样允许水在各压舱水箱152之间流动，以提供舱中压舱水的均衡。船只150包括用于驱动螺旋桨154的发动机153。
流体消毒系统155类似于上文参考图1至4所描述的流体消毒系统。该流体消毒系统155通过入口管道156和出口管道157与压舱水箱152连接。还设置了泵(未示出)，以允许来自压舱水箱152的水被泵送通过该流体消毒系统155。
发动机153包括冷却水入口158，该冷却水入口158将水供应至被设置成与发动机热接触的热交换器(未示出)。该热交换器通过连接管路159连接至流体消毒系统155，以起到例如在图1中用箭头10示出的热源的作用。这可以通过例如将连接管路159连接至图2B中示出的Rotex热交换器30的输入端38来实现。接着再将出口39连接至发动机水冷却出口160，以允许水从船舶流出。
入口管道156连接至流体消毒箱152的底部，而出口管道157连接至压舱水箱152的顶部。因此，水从压舱水箱152的底部被移走并被回送到压舱水箱的顶部。被回送的已消毒水温度通常高于压舱水箱中的水，而趋于逗留在压舱水箱的表面附近，使得压舱水由于常规作用而产生层化。这样保证水在被再次消毒之前循环通过压舱水箱，从而保证全部水被充分消毒。
在这种情况下，由于发动机152产生的热量级别通常比较高，因此这样保证可以不使用或者仅使用最少的额外加热就可以实现消毒。因而，这样提供了用于对压舱水进行消毒从而允许将其回送入大海中的高效机制。此外，由于该系统包括极少数活动部件，因此几乎不需要维护，使得该系统适于长期使用。
在图7A中示出的实施例中，发动机153由冷却水入口158接收的来自海洋的水冷却，且该流体通过冷却水出口160返回海洋。然而，作为可替换方案，该发动机冷却系统可以采取封闭系统的形式，其中水围绕将冷却水入口158和冷却水出口160相互连接的、虚线161示出的回路再循环。
另一个要点是，该压舱水系统可以使用多个不同的流体消毒系统配置。这些配置的实施例示于图7B、7C和7D中。
在图7B中，该流体消毒系统155由诸如与上文所述相类似的板式热交换器之类的预热热交换器170和消毒热交换器180构成。该预热热交换器170连接至压舱水入口和出口156、157并且通过管道171、172连接至消毒热交换器180。该消毒热交换器180包括带有装水空腔182的外壳181。如图所示，该消毒热交换器180包括盘管183、184，该盘管183、184连接至冷却水入口158、出口160和管道171、172。因此，操作类似于上文描述的热交换器。
然而，通过使用适合的盘管183、184和互连管道，可以对正被消毒的水和冷却水加压，以允许使用明显更高的消毒温度。
在图7C中示出的配置中，发动机冷却水通过管道158直接被提供至空腔182，以流动穿过空腔182，而已消毒的水被保持在盘管183中。这种情况下，来自发动机的已加热水被供应至空腔182的底部，使之在对流作用下上升，由此保证热均匀分布。
在图7D示出的配置中，情况正好相反，已消毒的水通过管道171直接被供应至空腔182，以流动穿过空腔182，而发动机冷却水在盘管184内供应。这种情况下，要被消毒的水被供应至空腔182的下部，需要对其进行加热，以便在对流过程中上升，保证充分加热并从而消毒。
图7E示出了另一个实施例，该实施例中消毒热交换器呈如图所示的板框式热交换器190的形式。板框式热交换器的配置可以通过调节使用的板的数目而改变，因而可以理解的是，可以基于预期的应用选择消毒热交换器的尺寸。
现在参照图8对吸收式冷冻机的实施例进行说明。
具体而言，该吸收式冷冻机230包括具有入口232和出口233的蒸发器231。该蒸发器231通过管道235与吸收器234连接，该吸收器234又通过如图所示的管道237A、237B与发生器236连接。具有入口242和出口243的管道241接收来自如在240处示出的适合热源的热，并将热传递给发生器236。该发生器236通过管道239与冷凝器238连接。该冷凝器238通常如244处示出地产生废热，并且还通过管道245与蒸发器231连接。
该系统使用由制冷剂和吸收剂的混合构成的溶液，以便提供现在要进行描述的热传递机制。通常，如本领域普通技术人员可以理解地，该溶液或者是水/溴化锂或者是氨/水的混合。
使用中，该蒸发器231运行以通过管道245接收来自冷凝器238的液态制冷剂。该制冷剂被供应进蒸发器231内部的低压环境，并蒸发，从而通过适合的热交换器吸取来自供应至入口232的流体的热。随后，已冷却的流体通过出口233输出，同时已蒸发的制冷剂通过管道235被传送给吸收器234，并在吸收器中由制冷剂耗尽的溶液吸收。
该溶液通过管道237A被传送至发生器236，该发生器236运行以使用管道241中的流体对该溶液进行加热，从而使得制冷剂蒸发。余下的制冷剂耗尽溶液通过管道237B返回到吸收器234中，而已气化的制冷剂通过管道239被传送至冷凝器238。已气化的制冷剂在通过管道245被传送给蒸发器231之前可以冷凝而在244处输出废热，从而允许重复进行该循环。
现在参考图9对热水存储系统的实施例进行说明。具体而言，图9显示了Rotex SC500 250(还被称作“Rotex Sanicube”)的实施例。该Rotex 250包括设置在绝热外壳254内的具有入口252和出口253的初级流体回路251。还设置了具有入口256和出口257的PE-X型热交换器255。
使用中，在初级流体回路251中的水或其它适合流体由外部热源加热，而该水或其它适合流体又用来对在绝热外壳254内提供的流体进行加热，如图中在258处所示。这样又能对PE-X热交换器255中提供的流体进行加热，因而该PE-X热交换器255可以提供热水源。
现在参考图10对组合系统的实施例进行说明。具体而言，如图10所示，该系统使用如图所示与流体消毒系统210、吸收式冷冻机230和热水存储系统250连接的发电机260。
具体而言，该发电机260运行以产生电，电通过如图示出的输出端261提供。该发电机260通常是基于内燃机的系统等，因而产生大量废热。通过使用热交换器262提取废热，从而使得热被提供给流体消毒系统210、吸收式冷冻机230和水存储系统250。
实现该功能的确切方式取决于相应实施。因此，在图10中示出的实施例中，热交换器262用于加热在各管道221、241、251中的诸如水之类的流体，以便流体消毒系统210、吸收式冷冻机230和水存储系统250各自由来自发电机260的废热直接加热。但也可以使用例如图11A至11D中示出的可替换的互连装置。
图11A示出了在其中来自热交换器262的废热用于驱动吸收式冷冻机230的配置。如图所示，使用热交换器收集由吸收式冷冻机230产生的废热244，随后该废热244被用来将热提供给流体消毒系统210和水存储系统250。
其它组合也是可以的。例如，管道221、241、251可以如图10所示地并联连接或者如图11B所示地串联连接。
类似地，来自流体消毒系统210或水存储系统250的废热可被用来向吸收式冷冻机230提供热。因此，例如，如图11C所示，通过出口213从流体消毒系统210提供的已消毒的水通常显著高于环境温度，因而可以被用来向吸收式冷冻机230提供热。
图11D中示出了另一种变型。在这个实施例中，发电机设置了第二热交换器263。具体而言，在这种情况下，热交换器262起作用直接除去来自发电机的废热，而这是为了维持发电机260的工作温度而经常必需的。然而，来自发电机260的废气中还会存在额外的废热，这些废热可被用来为流体消毒系统210、吸收式冷冻机230和水存储系统250中的任一个提供独立的热量。
因而，可以理解的是，当与适合的热源连接时，流体消毒系统210、吸收式冷冻机230和水存储系统250的组合允许废热对水进行消毒、产生冷却的流体并提供热水。
因而，该系统允许以常规方式产生电，并基本由在发电过程中产生的废热产生热水、已消毒的水和冷却水。因此，这样使得除产生电所导致的运行成本之外，基本没有附加运行成本地提供热水和已消毒的水以及冷却的流体。
已冷却的流体可被用来提供空气调节。这可以通过例如使已冷却的流体循环通过适合的热交换器配置并且允许空气吹过热交换器从而对空气进行冷却的方式来实现。因此，虽然这样会因而需要电来驱动风扇并泵送已冷却的流体通过热交换器，但这样可以避免需要使用电驱动式压缩机来进行空气调节，从而进一步减少进行空气调节所需的电力负荷。
因此，使用像以上所述之类的组合系统大大减少了在旅游胜地或其它偏远环境等提供设施而需的运行成本和环境成本。事实上，通过使用任何热源，该系统可被用来产生热水、冷却流体和已消毒的水。这种热源可以包括例如医院里现有的锅炉等。
现在参照图12A和12B对适合系统的实施例进行说明。
在这个实施例中，如图所示，出口213、233、257连接至包括三个相应配送管道271、273、275的配送网络270。在这个实施例中，管道被设置为带有如在276处设置的多个单独配送支管的环形结构，但该环形结构并不是必需的。一般来说，配送管道271、273、275会被用来对例如热水、已消毒的水和冷却水进行循环，使之遍及旅游胜地，支管276被用来控制给多个建筑物中每个建筑物的配送。
为了提供进一步的控制，可以使用流量控制阀277来选择性地开启支管276，以便给每个建筑物的流体供应都可以单独控制。
由于管道273、275分别配送冷水和热水，所以优选要保证这些管道充分绝热。因而，管道271、273、275通常由像聚丙烯等之类的具有良好固有绝热性能的材料制成。管道271、273、275通常还设在沟槽280内并在沟槽充填绝热泡沫282之前使用适合的支柱(strut)281定位。这样不但提供了进一步的绝热，而且有助于保护管道不受破坏。
最后，这些管道被设置为管道271布置在管道273和275之间。关于这一点，管道271中已消毒的水通常为环境温度，而管道273、275分别容纳冷水和热水，因此，这种布置使得管道之间的热传递减至最低程度。
使用中，该流体消毒系统会在通过出口213和相应的配送管道271对已消毒的水进行分配之前通过入口212接收水、对水进行消毒。
所述流体消毒系统适于对大容量各种各样的流体进行消毒。具体而言，该系统理想地适于对灰色流体和黑色流体进行消毒，灰色流体包括来自洗浴、洗脸盆、洗碗机和洗衣机的流体，黑色流体包括来自马桶、腐化系统等的流体，该黑色流体通常含有大量的污染物例如粪便大肠菌群和细菌以及目标种类的生物体、细菌、病原体和像雌激素、硝酸盐、磷酸盐等之类的化合物等。
可以理解的是，还可以根据被处理水的期望用途进行像用于后续处理的过滤或加氯消毒之类的后续净化。
由于相对其它的流体净化技术来说已消毒流体的质量有所提高，所以可以在更多类型的情形中使用该系统。因此，例如，该系统可以被用来处理来自污水厂和化粪池的排出液以及工业废水，使之安全地重新使用或处理。除此之外，动物排出液可以被消毒用于灌溉农作物或牧场。受污染河流和堤坝储水可以被消毒，使之可作为饮用水使用。该系统还可以被用来对船只/船舶上的压舱水进行消毒，使得压舱水可安全地返回到海洋或河流中。
当该消毒系统用来处理像下水道水之类的黑色流体时，通常要在消毒之前对流体提供初步处理。具体而言，黑色流体可被提供到生物消化池，该生物消化池包括像Zabel A300生物过滤器之类的生物过滤器。随后，如本领域普通技术人员可以理解地，在使用上文中描述的系统中的一种进行消毒之前，该流体通常经历进一步过滤以除去较大片的碎屑。
无论如何，可以理解的是，这样就允许来自各种各样源头的水通过入口212被收集，随后被配送用于各种用途，如马桶水、灌溉、清洁等。
就吸收式冷冻机来说，冷却水仅仅用于冷却用途，因此该冷却水可以被重复循环，因此仅需要偶尔的补充。可以由此理解的是，在重复循环的水仍然低于环境温度的情况下，则吸收式冷冻机的负荷就会减少。
无论如何，由于产生冷却流体近乎不需成本，所以这样就允许在之前不经济的境况中进行空气调节。这种境况包括，例如对建筑物持久地进行空气调节以及在像游泳池周围、海滩上等之类的外部环境中提供冷却空气流。
一般来说，以这种方式产生的空气的温度没有压缩驱动空气调节器产生的空气的温度一样冷，但由于可以持续地近乎不需成本地提供空气调节，所以假设提供与环境的充分隔热，这就使得房间持续被冷却，那么无论环境温度如何，都将得到期望的室温。
就热水供应来说，可以理解的是，可通过入口256重新循环所有未使用的热水以再加热，需要时可通过入口256A提供补充水。
现在参考图13对引入吸收式冷冻机、热水存储系统、流体消毒系统的系统的第二实施例进行说明。
具体而言，如图所示，发电机260通过热交换器263与流体消毒系统210连接，并通过热交换器262与热水存储系统290连接，如图所示，热交换器262、263通过管道264连接。还可以设置散热器265，以在需要的时候发散多余的热。作为我们的可替换方案，可以除去热交换器262、263，并且使管道264延伸直接穿过热水存储系统和消毒系统。然而，这样会过度增加管道264的长度，而过度增加管道264的长度又导致对用来泵送流体通过管道264的泵施加压力。
如图所示，额外的废气沿管道241被送到运行以产生冷却水的吸收式冷冻机230，冷却水通过管道232输出至空调单元235。在这个具体实施例中，500 EPSTP(预计对500个人制造的污水进行处理的污水处理厂)300连接至砂滤器或参与物质过滤器(participant matterfilter)301以通过入口212向流体消毒系统210提供用于再循环的水。已消毒的流体通过出口213输出至已循环水存储箱302。其它元部件的操作基本如上所述，但是在这个实施例中可以看出的是，热水存储系统290由多个Rotex热存储容器250构成，这些热存储容器250串联连接以对通过入口257接收的水进行加热并由此通过出口256提供热水。
可以理解的是，本文概括阐述的技术可被应用于利用热来进行消毒的任何形式的流体消毒系统或其它方式的流体消毒。这包括例如像蒸馏和高压消毒之类的医疗应用和用于牛奶等消毒的消毒系统。可以理解的是，这些应用提供具体的好处。
具体而言，在医院中，通常有锅炉来提供足量的热水用于洗涤等。在这种情况下，来自锅炉的废热可被用来对医疗设备进行杀菌，从而不需要提供使用电对水进行加热的单独杀菌设备。
就牛奶消毒来说，在很多情况下，牛奶在偏远地区的农场上产生。由于运输中的固有时延，因此优选在源头就对牛奶进行消毒以保证新鲜度。然而，在这些偏远场所，常常使用发电机产生电，因此使用电力驱动的消毒系统将会在发电机上施加主要负载，导致使用大量燃料。通过使用该系统，来自发电机(或来自采集牛奶的卡车发动机)的废热被用来对牛奶进行消毒，从而引起显著的成本节约。
本领域普通技术人员可以理解的是，流体消毒通常被称作巴氏灭菌，因而以上描述的技术能够等同地应用于巴氏消毒，它是一种特殊形式的巴氏灭菌。
本领域普通技术人员可以理解的是，多种变体和改型会变得显而易见。所有这些对本领域普通技术人员来说变得显而易见的变体和改型应该被认为落入上文概括记载的本发明所描述的主旨和范围内。
权利要求
1.用于对流体进行消毒的设备，该设备包括a)用于将流体加热至第一温度的预热热交换器，该预热热交换器包括i)用于接收流体的第一入口；ii)用于提供第一温度的已预热流体的第一出口；iii)用于接收基本为第二温度的已消毒流体的第二入口；和iv)用于提供已消毒流体的第二出口；以及b)用于将流体加热至第二温度的消毒箱，该消毒箱包括i)热源；ii)用于接收已预热流体的入口；iii)与该入口连接的用于将已预热流体加热至第二温度从而对流体进行消毒的热交换器；和iv)与该热交换器连接的用于向该预热热交换器的第二入口提供已消毒流体的出口。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于该热交换器具有预定的长度。
3.根据权利要求1的设备，其特征在于该热交换器由旋绕管道构成。
4.根据权利要求1的设备，其特征在于该热交换器由盘管构成。
5.根据权利要求4的设备，其特征在于该盘管适于减少管道内的通道效应。
6.根据权利要求1的设备，其特征在于该热源包括初级回路以及下列装置中的至少一个a)加热元件；和b)与热流体源连接的第二热交换器。
7.根据权利要求6的设备，其特征在于热流体由下列中的至少一种来加热a)来自装置的废热；和b)太阳能加热。
8.根据权利要求1的设备，其特征在于该消毒箱为反向动作加热器(reverse acting califorier)。
9.根据权利要求1的设备，其特征在于该消毒箱为RotexTMSC500。
10.根据权利要求9的设备，其特征在于该热交换器为PE-X热交换器。
11.根据权利要求1的设备，其特征在于该预热热交换器为第二反向动作加热器。
12.根据权利要求1的设备，其特征在于该预热热交换器为第二RotexTMSC500。
13.根据权利要求12的设备，其特征在于该第二入口和第二出口连接至第二RotexTMSC500的初级回路。
14.根据权利要求13的设备，其特征在于该预热热交换器为PE-X热交换器。
15.根据权利要求1的设备，其特征在于该消毒箱包括绝热外壳。
16.根据权利要求1的设备，其特征在于该热源包括与锅炉连接的管道。
17.根据权利要求16的设备，其特征在于第二温度的流体被加压。
18.根据权利要求17的设备，其特征在于该设备包括一个或多个压力释放阀。
19.根据权利要求1的设备，其特征在于该流体以预定速率被提供，其中该热交换器适于将流体加热至第二温度并在该温度下保持预定的时间长度。
20.根据权利要求19的设备，其特征在于该设备还包括用于控制该预定速率的控制系统。
21.根据权利要求20的设备，该控制系统包括a)流量控制阀；和b)用于控制流量控制阀的控制器。
22.根据权利要求21的设备，其特征在于该设备还包括温度传感器，该温度传感器产生指示第二温度的信号，并且控制器根据该信号控制预定流动速率。
23.根据权利要求21的设备，其特征在于该控制器是适当程序化的系统。
24.一种操作用于对流体进行消毒的设备的方法，该设备包括a)用于将流体加热至第一温度的预热热交换器，该预热热交换器包括i)用于接收流体的第一入口；ii)用于提供第一温度的已预热流体的第一出口；iii)用于接收基本为第二温度的已消毒流体的第二入口；和iv)用于提供已消毒流体的第二出口；以及b)用于将流体加热至第二温度的消毒箱，该消毒箱包括i)热源；ii)用于接收已预热流体的入口；iii)与该入口连接的用于将已预热流体加热至第二温度从而对流体进行消毒的热交换器；和iv)与该热交换器连接的用于向该预热热交换器的第二入口提供已消毒流体的出口；并且v)其中，该方法包括以预定速率向第一入口提供流体。
25.根据权利要求24的方法，其特征在于该设备是根据权利要求1至23中任一项的设备。
26.一种供应系统，包括a)用于使用外部热源来提供冷却流体的吸收式冷冻机；b)用于使用外部热源来提供已消毒流体的流体消毒系统；c)用于使用外部热源来提供已加热流体的热水系统；以及d)回收废热的废热回收系统，该废热回收系统作为吸收式冷冻机、流体消毒系统和热水存储系统中至少一个的外部热源。
27.根据权利要求26的设备，其特征在于废热回收系统包括与下列中至少一个连接的热交换器a)发电机；和b)锅炉。
28.根据权利要求26的设备，其特征在于废热回收系统向吸收式冷冻机、流体消毒系统和热水系统中被选定的一个提供热，该系统还包括用于下列用途的第二废热回收系统a)从吸收式冷冻机、流体消毒系统和热水系统中被选定的那个回收废热；和b)将废热提供给吸收式冷冻机、流体消毒系统和热水系统中的一个。
29.根据权利要求26的设备，其特征在于该吸收式冷冻机包括a)利用制冷剂的蒸发来对通过入口接收的流体进行冷却并通过出口提供冷却流体的蒸发器；b)用于下列用途的吸收器i)接收来自该蒸发器的已蒸发的制冷剂；和ii)使得制冷剂耗尽的溶液吸收已蒸发的制冷剂来形成溶液；c)用于下列用途的冷冻机发生器i)接收来自该吸收器的溶液；ii)通过使用外部热源加热的方式从溶液中蒸发掉制冷剂以产生制冷剂耗尽溶液；和iii)向吸收器提供该制冷剂耗尽溶液；d)用于下列用途的冷凝器i)接收来自冷冻机发生器的已蒸发的制冷剂；ii)冷凝蒸发(evaporating)的制冷剂并产生废热；和iii)向蒸发器提供制冷剂。
30.根据权利要求29的设备，其特征在于该流体消毒系统包括a)用于将流体加热至第一温度的预热热交换器，该预热热交换器包括i)用于接收流体的第一入口；ii)用于提供第一温度的已预热流体的第一出口；iii)用于接收基本为第二温度的已消毒流体的第二入口；和iv)用于提供已消毒流体的第二出口；以及b)与外部热源连接的用于将流体加热至第一温度的消毒箱，该消毒箱包括i)用于接收已预热流体的入口；ii)与该入口连接的用于将已预热流体加热至第二温度从而对流体进行消毒的热交换器；和iii)与该热交换器连接的用于向该预热热交换器的第二入口提供已消毒流体的出口。
31.根据权利要求30的设备，其特征在于该热交换器具有预定的长度。
32.根据权利要求30的设备，其特征在于该热交换器由旋绕管道或盘管构成。
33.根据权利要求29的设备，其特征在于该消毒箱和预热热交换器中的至少一个由反向动作加热器构成。
34.根据权利要求33的设备，其特征在于该反向动作加热器为RotexTMSC500。
35.根据权利要求34的设备，其特征在于该热交换器为PE-X热交换器。
36.根据权利要求26的设备，其特征在于该热水供应包括反向动作加热器。
37.根据权利要求36的设备，其特征在于该反向动作加热器为RotexTMSC500。
38.一种供应系统，包括a)用于使用外部热源来提供已消毒流体的流体消毒系统；b)用于使用外部热源来提供已加热流体的热水系统；以及c)回收废热的废热回收系统，该废热回收系统作为流体消毒系统和热水存储系统的外部热源。
39.根据权利要求39的设备，其特征在于该废热回收系统与用于产生电力供应的发电机连接。
40.根据权利要求39的设备，其特征在于该设备还是根据权利要求26的设备。
41.用于处理船中的压舱水的设备，该设备包括a)用于将压舱水加热至第一温度的预热热交换器，该预热热交换器包括i)第一入口，用于接收来自压舱水箱的压舱水；ii)第一出口，用于提供第一温度的已预热的压舱水；iii)第二入口，用于接收基本为第二温度的已进行巴氏消毒的压舱水；和iv)第二出口，用于向压舱水箱提供已进行巴氏消毒的压舱水；以及b)用于将压舱水加热至第二温度的巴氏消毒箱，该巴氏消毒箱包括i)用于接收已预热的压舱水的入口；ii)与该入口连接的用于将已预热的压舱水加热至第二温度从而对压舱水进行巴氏消毒的热交换器；和iii)与该热交换器连接的用于向该预热热交换器的第二入口提供已进行巴氏消毒的压舱水的出口；以及c)与船中设置的发动机连接的热回收系统，该热回收系统适于对巴氏消毒箱进行加热，从而对压舱水进行巴氏消毒。
42.根据权利要求41的设备，其特征在于该第一入口与压舱水箱在第一高度连接，第二出口与压舱水箱在第二高度连接，该第二高度比第一高度更高，从而保证了已消毒水在更高的高度返回压舱水箱。
43.根据权利要求41或权利要求42的设备，其特征在于该设备是根据权利要求1至23中任一项的设备。
44.用于处理船中的压舱水的设备，该设备包括a)用于从发动机和锅炉中至少一个上回收热的热回收系统；和b)用于使用已回收的废热将压舱水加热至预定温度从而对压舱水进行消毒的流体消毒系统。
45.根据权利要求44的设备，其特征在于该设备是根据权利要求1至23中任一项的设备。
全文摘要
一种用于对流体进行消毒的设备，该设备包括预热热交换器(4)和消毒箱(5)。该预热热交换器将流体加热至第一温度并包括用于接收流体的第一入口(2)、用于提供第一温度的已预热流体的第一出口、用于接收基本为第二温度的已消毒流体的第二入口和用于提供已消毒流体的第二出口(3)。该消毒箱将流体加热至第二温度并包括热源(10)、用于接收已预热流体的入口、与该入口连接的用于将已预热流体加热至第二温度从而对流体进行消毒的热交换器(11)和与该热交换器连接的用于向该预热热交换器的第二入口提供已消毒流体的出口。
文档编号F28F1/00GK1969165SQ200580020229
公开日2007年5月23日 申请日期2005年4月22日 优先权日2004年4月23日
发明者M·K·T·斯图尔特, J·D·艾特肯 申请人:包装环境技术股份有限公司