消毒系統的制作方法

專利名稱：消毒系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于對流體進行消毒的方法和設備，具體而言，涉及一種使用熱處理方式對流體進行消毒的設備，并且涉及一種用于進行組合供應-具體而言為用于進行組合供應熱水、空氣調節和已消毒水的設備。
背景技術：
在本說明書中對任何現有技術的參考都不是并且都不應該被視為是對現有技術構成部分公知常識的認可或任何形式的暗示。
通過將流體加熱到預定溫度并在該溫度下保持預定量的時間來提供流體的消毒，以使得流體中的生物體、病毒和病原體消滅或失活，這已為人熟知。通常，當期望對大量或少量流體進行消毒時，可以通過在存儲箱中或金屬箱中對該流體進行加熱來實現。
然而，用于對流體進行消毒的現有系統趨于價格昂貴并且能效差，并且由于存儲箱的腐蝕而具有短的壽命周期，使得供應大量消毒流體過程昂貴。
雖然已經提議了可替換方案，但是這些技術也通常效率低下。例如，為了保證下水道水的足夠衛生，通常使用反滲透，反滲透使用操作和運行成本非常昂貴的膜，但處理過程中存在大量的流失而不能充分地重新使用所有廢水。
此外，當在偏遠地區提供例如熱水、已消毒的水、空氣調節等之類的便利條件時，系統的運行效率變得很重要，主要是在使運行和環境成本兩方面降低至最低程度的方面。
船舶壓艙水也碰到類似問題。壓艙水用來保持承載可變貨物量的船舶的浮力和穩定性。為了達到這個目的，當船舶被裝載或卸載時，通常向當地海港排出壓艙水或從當地海港加入壓艙水。當船舶到達其目的港口并且被卸載時，通常再次向壓艙水箱添加壓艙水或從壓艙水箱除去壓艙水。在這種情況下，這樣使得目的港口被來自起始港口的水污染，由此為海洋生物體、病原體和其它污染物提供了從一個港口到另一個港口傳播的機制。
為了減少這種風險，需要船舶通過把每個壓艙水箱都依次排空又用海水再次充滿空水箱的方式在海上循環其壓艙水。這是一個復雜且費時的方法并且會給船舶安全招致很大的風險。特別是，當壓艙水箱為空時，這會在船艙上施加過度的壓力，并會導致船身破裂。除此之外，當補充水時，該船舶通常穩定性差并因此可能在狂風大浪中傾覆。
由于這種情形的結果，船舶的船長經常不能如所要求地循環壓艙水，時常導致對不同海港的污染。
在偏遠的旅游勝地，通常也提供許多個獨立運行的系統，以便為所有便利條件的要求創造條件。這通常包括熱水供應和電力供應。電力用于一般照明和動力應用中，并用于驅動空氣調節裝置。除此之外，可能有必要提供一定程度的水凈化，這通常又需要能耗極高的設備(energy hungry apparatus)。由于這種情形的結果，對于能接待300旅客的旅游勝地來說，通常需要至少三個發電機。
作為電驅動空氣調節裝置的可選替代方案，可以使用吸收式冷凍機。然而，當與其它裝置分開使用時，這種系統通常也效率低下，因此對于多數應用以及進一步對運行成本和環境成本并不適合。

發明內容
本發明以第一概括形式提供用于對流體進行消毒的設備，該設備包括(a)用于將流體加熱至第一溫度的預熱熱交換器，該預熱熱交換器包括(i)用于接收流體的第一入口；(ii)用于提供第一溫度的已預熱流體的第一出口；(iii)用于接收基本為第二溫度的已消毒流體的第二入口；和(iv)用于提供已消毒流體的第二出口；以及(b)用于將流體加熱至第一溫度的消毒箱，該消毒箱包括(i)熱源；(ii)用于接收已預熱流體的入口；(iii)與該入口連接的用于將已預熱流體加熱至第二溫度從而對流體進行消毒的熱交換器；和
(iv)與該熱交換器連接的用于向該預熱熱交換器的第二入口提供已消毒流體的出口。
通常，該熱交換器具有預定的長度。
通常，該熱交換器由旋繞管道或盤管構成。在由盤管構成的情況下，該熱交換器優選地適于減少管道內的通道效應。
該熱源通常包括初級回路以及下列中的至少一個(a)加熱元件；和(b)與熱流體源連接的第二熱交換器。
該熱流體優選由下列中的至少一種來加熱(a)來自裝置的廢熱；和(b)太陽能加熱。
該消毒箱優選為反向動作加熱器(reverse acting califorier)，在這種情況下，該消毒箱可以為RotexTMSC500。
在這種情形下，該熱交換器優選為PE-X熱交換器。
該預熱熱交換器可以為例如RotexTMSC500之類的第二反向動作加熱器。在這種情形下，該第二入口和第二出口可以被連接至第二RotexTMSC500的初級回路上，該預熱熱交換器為PE-X熱交換器。
該消毒箱可包括絕熱外殼。
該熱源可包括與鍋爐連接的管道。
第二溫度的流體可以被加壓。
該流體可以預定速率被提供，而其中該熱交換器適于將流體加熱至第二溫度并在該溫度下保持預定的時間長度。
在這種情形下，該設備通常還包括用于控制預定速率的控制系統。
該控制系統可以包括(a)流量控制閥；和(b)用于控制流量控制閥的控制器。
該設備還可以進一步包括溫度傳感器，該溫度傳感器產生指示第二溫度的信號，并且其中控制器根據該信號控制預定流動速率。
該控制器通常是適當程序化的處理系統。
本發明以第二概括形式提供一種操作用于對流體進行消毒的設備的方法，該設備包括(a)用于將流體加熱至第一溫度的預熱熱交換器，該預熱熱交換器包括(i)用于接收流體的第一入口；(ii)用于提供第一溫度的已預熱流體的第一出口；(iii)用于接收基本為第二溫度的已消毒流體的第二入口；和(iv)用于提供已消毒流體的第二出口；以及(b)用于將流體加熱至第一溫度的消毒箱，該消毒箱包括(i)熱源；(ii)用于接收已預熱流體的入口；(iii)與該入口連接的用于將已預熱流體加熱至第二溫度從而對流體進行消毒的熱交換器；和(iv)與該熱交換器連接的用于向該預熱熱交換器的第二入口提供已消毒流體的出口；并且其中，該方法包括以預定速率向第一入口提供流體。
既然如此，可以使用第一概括形式的設備實施第二概括形式的方法。
本發明以第三概括形式提供一種供應系統，該系統包括(a)用于使用外部熱源來提供冷卻流體的吸收式冷凍機；(b)用于使用外部熱源來提供已消毒流體的流體消毒系統；(c)用于使用外部熱源來提供已加熱流體的熱水系統；以及(d)回收廢熱的廢熱回收系統，該廢熱回收系統作為吸收式冷凍機、流體消毒系統和熱水存儲系統中至少一個的外部熱源。
通常，該廢熱回收系統包括與下列中的至少一個連接的熱交換器a)發電機；和b)鍋爐。
通常，該廢熱回收系統向吸收式冷凍機、流體消毒系統和熱水系統中被選定的一個提供熱，該系統還包括用于下列用途的第二廢熱回收系統a)從吸收式冷凍機、流體消毒系統和熱水系統中被選定的那個回收廢熱；和b)將廢熱提供給吸收式冷凍機、流體消毒系統和熱水系統中的一個。
通常，該吸收式冷凍機包括
a)利用制冷劑的蒸發來對通過入口接收的流體進行冷卻并通過出口提供冷卻流體的蒸發器；b)用于下列用途的吸收器i)接收來自該蒸發器的已蒸發的制冷劑；和ii)使得制冷劑耗盡的溶液吸收已蒸發的制冷劑來形成溶液；c)用于下列用途的冷凍機發生器i)接收來自該吸收器的溶液；ii)通過使用外部熱源加熱的方式從溶液中蒸發掉制冷劑以產生制冷劑耗盡溶液；和iii)向吸收器提供該制冷劑耗盡溶液；d)用于下列用途的冷凝器i)接收來自冷凍機發生器的已蒸發的制冷劑；ii)冷凝蒸發(evaporating)的制冷劑并產生廢熱；和iii)向蒸發器提供制冷劑。
通常，該流體消毒系統包括a)用于將流體加熱至第一溫度的預熱熱交換器，該預熱熱交換器包括i)用于接收流體的第一入口；ii)用于提供第一溫度的已預熱流體的第一出口；iii)用于接收基本為第二溫度的已消毒流體的第二入口；和iv)用于提供已消毒流體的第二出口；以及b)與外部熱源連接的用于將流體加熱至第一溫度的消毒箱，該消毒箱包括i)用于接收已預熱流體的入口；ii)與該入口連接的用于將已預熱流體加熱至第二溫度從而對流體進行消毒的熱交換器；和iii)與該熱交換器連接的用于向該預熱熱交換器的第二入口提供已消毒流體的出口。
通常，該熱交換器具有預定的長度。
通常，該熱交換器由旋繞管道或盤管構成。
通常，該消毒箱和預熱熱交換器中的至少一個由反向動作加熱器構成。
通常，該反向動作加熱器為RotexTMSC500。
通常，該熱交換器為PE-X熱交換器。
通常，該熱水供應(hot water supply)包括反向動作加熱器。
本發明以第四概括形式提供一種供應系統，該系統包括a)用于使用外部熱源來提供已消毒流體的流體消毒系統；b)用于使用外部熱源來提供已加熱流體的熱水系統；以及c)回收廢熱的廢熱回收系統，該廢熱回收系統作為流體消毒系統和熱水存儲系統的外部熱源。
通常，該廢熱回收系統與用于產生電力供應的發電機連接。
通常，該設備是根據本發明的第三概括形式的設備。
本發明以第五概括形式提供用于處理船中的壓艙水的設備，該設備包括a)用于將壓艙水加熱至第一溫度的預熱熱交換器，該預熱熱交換器包括i)第一入口，用于接收來自壓艙水箱的壓艙水；ii)第一出口，用于提供第一溫度的已預熱的壓艙水；iii)第二入口，用于接收基本為第二溫度的已進行巴氏消毒的壓艙水；和iv)第二出口，用于向壓艙水箱提供已進行巴氏消毒的壓艙水；以及b)用于將壓艙水加熱至第二溫度的巴氏消毒箱，該巴氏消毒箱包括i)用于接收已預熱的壓艙水的入口；ii)與該入口連接的用于將已預熱的壓艙水加熱至第二溫度從而對壓艙水進行巴氏消毒的熱交換器；和iii)與該熱交換器連接的用于向該預熱熱交換器的第二入口提供已進行巴氏消毒的壓艙水的出口；以及c)與船中設置的發動機連接的熱回收系統，該熱回收系統適于對巴氏消毒箱進行加熱，從而對壓艙水進行消毒。
通常，該第一入口與壓艙水箱在第一高度連接，第二出口與壓艙水箱在第二高度連接，該第二高度比第一高度更高，從而保證了已消毒水在更高的高度返回壓艙水箱。
通常，該設備包括根據本發明第一概括形式的設備。
本發明以第六概括形式提供用于處理船中的壓艙水的設備，該設備包括a)用于從發動機和鍋爐中至少一個回收熱的熱回收系統；和b)用于使用回收的廢熱將壓艙水加熱至預定溫度從而對壓艙水進行消毒的流體消毒系統。
通常，該設備包括根據本發明第一概括形式的設備。
附圖簡述現在參照附圖對本發明的實施例進行說明，其中

圖1是用于對流體進行消毒的設備的示意性概圖；圖2A是用于對流體進行消毒的設備的第一具體實施例的示意圖；圖2B是用于對流體進行消毒的設備的第二具體實施例的示意圖；圖3A是用于對流體進行消毒的設備的第三具體實施例的示意圖；圖3B是用于對流體進行消毒的設備的第四具體實施例的示意圖；并且圖4是用于對流體進行消毒的設備的第五具體實施例的示意圖。
圖5A和5B是引入流體消毒系統的系統的實施例的示意圖；圖6A和6B是引入流體消毒系統的熱水供應系統的實施例的示意圖；圖7A是用于對壓艙水進行消毒的流體消毒系統的實施例的示意圖；圖7B到7E是用于圖7A的壓艙水消毒系統中的流體消毒系統的實施例的示意圖；圖8是吸收式冷凍機的實施例的示意圖；圖9是熱水存儲系統的實施例的示意圖；圖10是包括流體消毒系統、吸收式冷凍機和熱水存儲系統的組合系統的第一實施例的示意圖；圖11A到11D是可供替代選擇的組合系統的實施例的示意圖；圖12A到12B是用于在有配送的旅游勝地(distributed resort)使用組合系統的系統的示意圖；并且圖13是包括流體消毒系統、吸收式冷凍機和熱水存儲系統的組合系統的第二實施例的示意圖。
具體實施例方式
現在參考圖1對流體消毒系統的實施例進行說明。
在這個實施例中，該流體消毒系統包括管道1，該管道1具有入口2和出口3。該管道1穿過第一熱交換器4和第二熱交換器5。
一般來說，該熱交換器4、5包括各自的絕熱外殼6、7，各絕熱外殼限定了如圖所示的空腔8、9。空腔9包括具有入口12和出口13的管道11，該管道11鄰近管道1的1A部分設置。在這個實施例中，外部熱源10被設置用來加熱空腔9中的水，從而來加熱管道1中的流體。在一個實施例中，這可以通過額外地加熱管道11中的另一流體來實現，或者可替代地，可以使用其它外部或內部熱源10，例如電加熱元件等，來給空腔9提供熱。如圖在14處所示，第一熱交換器4中的加熱由第二熱交換器5中流出的流體提供。然而，可以理解的是，每個空腔8、9都可以裝滿例如水之類的物質，用于保持熱，從而如本領域普通技術人員所能理解地那樣提高熱交換器的效率。
使用中，要被消毒的流體在入口2處被接收，并沿著管道1被傳送進入第一熱交換器4，該第一熱交換器4對流體提供初始加熱至第一溫度。隨后，該第二熱交換器5將流體加熱至第二溫度。管道1被布置為使得當流體以預定速率傳送通過管道1時，流體會在第二溫度度過預定量的時間，從而確保流體被消毒。
從第二熱交換器5流出的在第二溫度的流體在第一熱交換器4中將輸入流體加熱至第一溫度，同時已消毒流體通過出口3提供。通過使用從第二熱加熱器5流出的流體的廢熱對在入口2處接收的流體進行預熱，可以減少第二熱交換器5中所需的由熱源10提供的加熱量。這樣便于使用各種各樣的熱源，例如來自鍋爐、發電機、空氣調節裝置等的廢熱和例如太陽能加熱等的可再生能量。在可用的熱不足的情況下，則任何一個或多個熱源可以和/或連同內部加熱元件等一起被使用。
本領域普通技術人員可以理解的是，需要用以對流體進行消毒的時間長度由使用的第二溫度和流體的性質以及要被滅活的污染物而定。一般來說，第二溫度越高會導致消毒過程需要的時間越少，這在給定管道長度的情況下又允許流體通過管道1的流動速率更高。
為了進一步增加能被消毒的流體的容量，在1A處所大體示出的，在第二熱交換器5內的那部分管道至少部分地旋繞，以由此增加空腔9內1A部分的長度。
為了確保流體被適當地消毒，有必要根據管道1的長度和流體的性質控制流動速率。這可通過提供一個或多個流量控制閥17-例如與合適的控制器15連接的比例流量閥-來實現，以由此確保流體在第二溫度下被保持足夠長的時間段。這可以根據控制器15接收的來自溫度傳感器16的信號來實現。
該控制器15可以是適于對來自溫度傳感器16的信號做出響應并由此控制流量閥17的相對開啟從而保持期望流動速率的任何形式的控制器。在一個實施例中，這可以通過使用合適的恒溫器和繼電器(thermostat and relay)來實現。不過，可替代地，這也因此可以通過使用適當程序化的系統，例如計算機、膝上電腦(laptop)、掌上電腦、個人數字助理(PDA)、專用硬件、可編程邏輯電路等來實現。這樣做是為了保證流體接受所需程度的加熱，以對流體進行充分消毒并消滅其中的所有污染物等。
或者，該系統可以被配置以使用預定流動速率，該預定流動速率可由-例如-固定孔來限定。既然如此，例如，入口2可具有固定的橫截面積，使得流入管道1的流體以預定的控制速率流動。既然這樣，可以理解的是，就不需要例如提供控制器15之類的任何形式的附加動態流量控制。
通常，在流體為水的情況下，第二溫度必須高于50℃并優選高于80℃。在一個優選實施例中，水在第二熱交換器5中被加熱至85℃和90℃之間的溫度。在這種情形下，第一熱交換器4通常將水預熱至與第二溫度相差幾度，相應地，第一溫度會在80至85℃的范圍內。
然而，可以理解的是，所使用的溫度由使用該系統的應用決定。因此，例如，如果該系統用來處理壓艙水，則可以使用例如50℃之類的較低溫度，但處理用于檢疫用途的流體則需要最高達121℃的溫度。這取決于像要被處理的污染物、流體的預期用途、關于消毒可用的時間和可用的外部加熱程度的任何限制之類的因素。
任何情況下，為了確保對流體進行適當地消毒從而消滅所有污染物，必須確保流體被保持在第二溫度下一預定時間量，該預定時間量根據流動速率和管道1A部分的長度而定。因此，在以上給出的實施例中，管道1被旋繞以增加1A部分的長度，從而增加在預定流動速率下的流體保持在第二溫度下的時間長度。
然而，在確定流體花在管道1A部分中的時間量時，考慮管道1內部的通道效應很重要。具體而言，當流體流過管道時，流體會在管道的內表面上形成邊界層。該邊界層比朝著管道中心的流體而言趨于承受更大的摩擦力，因此會以更低的速率流動。
因此，在確定流動速率和管道長度時，必須確保所有流體在第二溫度下保持預定的時間量。這可以通過兩種主要方式來解決。
第一，確定在工作溫度下實施消毒的理論預定時間。隨后，控制流動速率以提供安全裕度(safety margin)，從而確保流體穿過管道1A部分所用的時間比預定時間更長。
第二，管道1A部分被設計為減少通道效應。在一個實例中，這通過將管道1A部分布置為盤繞的來實現。使用盤繞布置易于將湍流和渦流引入管道1內的液流，這樣又會破壞邊界層，并因此減少通道效應。因此，流過管道1A部分的流體趨于以更均勻的速率流動，從而保證所有流體在管道1A部分內花費等量的時間保持在第二溫度。
為了減少第二熱交換器5內所需的加熱量，本領域內普通技術人員可以理解的是，優選將第一和第二溫度之間的差最小化。因而，通常第一溫度與第二溫度相差幾度，并優選第一溫度和第二溫度相差一或二度。
然而，在一些情況下，熱源10提供固定度數的加熱，它將第二熱交換器中的流體加熱不止幾度。例如，如果熱源10由來自裝置的廢熱形成并且需要從裝置除去預定量的熱以防止過熱時，這種情況就會發生。在這種情形下，可能期望增加第一和第二溫度之間的溫差以由此保證除去廢熱。
本領域普通技術人員可以理解的是，第一和第二溫度的相對值在很大程度上取決于第一熱交換器4的配置，因此這將根據熱源10進行選擇。
如本領域普通技術人員可以理解的，在以上實施例和以下實施例中，水或其它流體流過管道或其它流動路徑可以使用適合的泵來實現，為了清楚起見，沒有示出泵。
現在參照附圖2至4對用于實施該功能的具體設備配置的實施例進行說明。
具體地，圖2A示出了包括預熱箱20的第一配置，該預熱箱20由設置在絕熱外殼22內的熱交換器21構成。預熱箱20包括用于接收要被消毒的流體的入口管道23和用于提供在第一溫度下的流體的出口管道24。第二入口管道25被設置用于接收在第二溫度下的已消毒流體，第二出口管道26被用來提供已消毒流體。
出口管道24和第二入口管道25都連接至由反向動作加熱器(reverse acting calorifier)構成的消毒箱30。這可由任何適合的設備構成，并通常包括用于保持熱的絕熱外殼和熱交換器。在一個實施例中，這由RotexTMSC500熱交換器構成，雖然可以使用其它設備。
Rotex SC500熱交換器或等同裝置，又被稱為“Rotex Sanicube”，包括設置在絕熱外殼32內的初級流體回路31。該初級流體回路31由熱源33加熱，從而存儲熱能。該熱源33可以是提供2.4至24千瓦加熱功率的電元件。在該實施例中，使用6千瓦的Incalloy800型元件或等同元件來提供必要程度的加熱。
消毒箱30包括與熱交換器36連接的入口34和出口35，在這個實施例中，該熱交換器是PE-X型熱交換器，但可以是等同的熱交換器。在這個實施例中，入口和出口34、35分別連接至預熱箱20的出口管道24和第二入口管道25。
使用中，流體被供應至預熱箱20，并被消毒箱30中流出的流體預熱至第一溫度，該第一溫度通常與第二溫度相差幾度。已預熱的流體被供應至入口34，并流經PE-X熱交換器36，在PE-X熱交換器處流體被一個或多個加熱元件33以及初級流體回路31加熱至第二溫度，該第二溫度至少為60℃，更優選為至少85℃。
在這種具體配置和給定PE-X熱交換器36的尺寸和長度限制的情況下，以通常的模塊封裝形式(modular package form)可對每小時最高達2000升的流體進行消毒。以此速度時，流體通常要花大約4分鐘保持在第二溫度，這4分鐘比對流體進行消毒的充足時間長。實踐中，在85℃和90℃之間的溫度下，消毒通常需要花大約1分鐘，因而，即使提供50％的安全裕度以保證對所有流體進行消毒，這也允許在實踐中使用比每小時2000升更高的流動速率。
圖2B中示出了第二實施例配置。在這個實施例中，電加熱元件33被熱交換器37取代。具體而言，該熱交換器37包括入口38和出口39以提供由像太陽能加熱之類的外部熱源加熱的流體。熱交換器37內的已加熱流體運作加熱初級流體回路31中的流體。除此之外，操作基本如上所述。
本領域普通技術人員可以理解的是，這允許來自像空調等之類熱源或來自像太陽能加熱之類的可再生源的廢熱作為用于消毒的適合熱源。這使得可以使用可再生能源等來實現消毒。
可以理解的是，在經由熱交換器37提供的加熱不足的情況下，例如，如果在入口38處接收的流體的溫度太低，則可通過使用像上文圖2A中描述的加熱元件33之類的加熱元件提供補充的加熱。
這種工作配置極其高效。具體而言，雖然Rotex SC500極其高效，但仍然需要較大量的能量將消毒流體在沒有預熱的情況下直接加熱至適合的第二溫度。然而，通過使用從Rotex SC500流出的流體，將要被消毒的流體預熱，這使得該系統能效更高得多，從而大大提高了效率。
現在參照圖3A對第三實施例配置進行說明。
在這個實施例中，該設備基本與上文所描述的相同，只是預熱箱20被管道(Tube)裝置40內的Rotex SC500管道(Tube)取代。在管道裝置40內的Rotex SC500管道(Tube)與上文描述的Rotex SC500 30基本相似，數值增加了10的相似參考數字被用來表示相似的整數。然而，在這個實施例中，初級流體回路41與相應的入口管道和出口管道50、51連接。
使用中，要被消毒的流體通過入口44被接收，并在通過出口45被傳送給消毒箱30之前穿過PE-X熱交換器46。在通過出口35被供應至初級流體回路41的入口50之前，該流體被如參照圖2A所述地進行消毒。已消毒流體流過該初級流體回路41并對PE-X熱交換器46中的流入流體提供預熱。
可以理解的是，由于該初級流體回路一般地將要使用的流體保持在加熱狀態，所以該配置效率極高。然而，也可以使用另一種配置，該配置中，要被消毒的流體被傳送穿過初級流體回路，而從消毒箱30中流出的已加熱的流體被設置在管道(tube)PE-X加熱器46中的管道(tube)或等同裝置中。
在該配置中，如上所述，消毒箱中的熱源由Incalloy 800型加熱元件32或等同元件形成。
圖3B中給出了第四實施例配置，其中電加熱元件32由如上參照圖2B所描述的熱交換器37取代。
因此，可以理解的是，圖3A和3B中示出的實施例與圖2A和2B中示出的實施例近似，并且因此通常可以在近似的時限內對近似數量的流體進行消毒。此外，雖然Rotex或等同裝置的資本投資比圖2A、2B中示出的熱交換器裝置昂貴，但此增加的成本會通過對要被消毒的流體進行更高效率的預熱得以補償。因而，這減少了在消毒箱30內的加熱需求，從而減少了運行成本。
雖然以上兩種配置都能以模塊形式(modular form)在每小時內輸送2000升已消毒的流體，但如果需要對更大容量，例如基于消費所需的每小時最高達20,000升的流體進行消毒時，則需要現在參考圖4所描述的可選擇替換配置。
在這個實施例中，該設備由熱交換器或等同裝置60構成，該熱交換器或等同裝置60具有用于接收要被消毒的流體的第一入口61和用于將已預熱的流體傳送給反向動作加熱器63的出口62，該反向動作加熱器63或者加壓或者不加壓。該反向動作加熱器包括設置在箱65中的管道64。該管道64形成由熱源以管道66形式加熱的熱交換器，管道66通過入口67和出口68與熱源連接。已消毒流體通過第二入口69、穿過熱交換器60被傳送至第二出口70。
在優選的實施例中，管道64被如上所述地盤繞，以減少該系統內的通道效應。然而，作為替換，可以控制流體的流動速率，從而提供適合的安全裕度以保證適當的消毒。
在這個實施例中，通過使用或者基于來自像空調等之類設備的廢熱或者基于例如來自鍋爐的直接加熱的熱源來提供加熱的方式，又使得要被消毒的流體升高到第二預定溫度。在這個實施例中，該第二預定溫度可以相比在第一到第四配置中設置的第二溫度有所提高，以允許實現更迅速的消毒。
為了防止正在被消毒的流體沸騰，可以對該系統加壓，以使得在管道64內流體在壓力下被提供。
在這個實施例中，還可設置溫度計71、72、73、74，以監測相對第一和第二溫度，從而保證流體被適當地消毒。因此，例如，如上參考圖1進行描述的，可以根據溫度控制流體的流動速率，從而保證進行成功的消毒。
可以理解的是，以上描述的系統適于對大容量的各種各樣的流體進行消毒。具體而言，該系統理想地適于對灰色流體和黑色流體進行消毒，灰色流體包括來自洗浴、洗臉盆、洗碗機和洗衣機的流體，黑色流體包括來自馬桶、腐化系統等的流體，該黑色流體通常含有大量污染物例如糞便大腸菌群和細菌以及目標種類的生物體、細菌、病原體和像雌激素、硝酸鹽、磷酸鹽、藥劑等之類的化合物等。
可以被滅活的污染物取決于像使用的溫度和時間之類的消毒條件。
由于與其它流體凈化技術相比提高了消毒流體的質量，所以可以在更多的情況下利用該系統。因此，例如，該系統可被用來處理來自污水廠和化糞池的排出液以及工業廢水，使之安全地重新使用或處理。除此之外，動物排出液可以被消毒用于灌溉農作物或牧場。受污染河流和堤壩儲水可以被消毒，使之可作為飲用水使用。該系統還可以被用來對船舶或船只上的壓艙水進行消毒，使得壓艙水可安全地返回到海洋或河流中。
當該消毒系統用來處理像下水道水之類的黑色流體時，通常要在消毒之前對流體提供初步處理。具體而言，黑色流體可被提供給生物消化池，該生物消化池包括像Zabel A300生物過濾器之類的生物過濾器。隨后，如本領域普通技術人員可以理解地，在使用上文中描述的系統中的一種進行消毒之前，該流體通常經歷進一步過濾以除去較大片的碎屑。
該系統的構建和維護通常也是有成本效率的。
現在參考圖5A對用于向住宅單元區(residential unitb lock)80提供已消毒水的系統的實施例進行說明。具體而言，如圖示出的住宅單元區80具有循環水入口81、黑水出口82和灰水出口83。灰水出口83通過兩個調壓緩沖箱(surge tank)84與砂濾器或生物消化池(例如化糞池、曝氣池、曝氣污水處理系統(AWTS)、加菌淤泥廠之類)85和流體消毒系統86連接。該流體消毒系統86與以上參考圖1至4所描述的流體消毒系統相似。該流體消毒系統86通過小劑量氯泵(lowdose chlorine pump)87與循環水存儲箱88連接。隨后，循環水存儲箱88的輸出通過循環水入口81向住宅單元80供應水或通過灌溉管道89向灌溉環境供應水。
因此，在使用中，從單元區80獲得的灰水穿過調壓緩沖箱84，使得灰水被曝氣(aerated)并隨后使用反沖洗砂濾器被過濾。這樣除去了所有大顆粒污染物。隨后，使用流體消毒系統86來對水進行消毒，而通過如示出的小劑量氯泵87提供后續處理。這樣可被用來減少消毒后的污染物。隨后，循環水可被存儲在存儲箱中，直至需要將其供應至單元區80或通過灌溉管道89供應至灌溉區域。
對于一般的150個單元的單元區來說，通常會有大約412個臥室，這又會導致每天產生123,000升廢水。在這些廢水當中，會有大約83,000升灰水和40,000升黑水。
因而，可以使用每小時能夠對大約3,500升流體進行消毒的流體消毒系統86對灰水進行消毒。
這樣提供足夠的水，使得可以以下列方式使用水洗衣每天重新使用總水量的23％，等于每天28,000升；馬桶每天重新使用總水量的32％，等于每天40,000升；并且灌溉每天重新使用15,000升。
剩余的每天用水總量的45％通常通過供水干線提供，用于洗手盆、洗澡以及廚房用途。
圖5B示出了這樣一種系統的第二實施例，在該實施例中，一組住宅90通過廢水出口91與曝氣廢水處理廠92、自動反沖洗砂濾器93、調壓緩沖箱94連接，然后與流體消毒系統95連接。該流體消毒系統向氯泵96和循環水存儲箱97提供已消毒的水。該存儲箱97通過入口98向住宅提供循環水或通過灌溉管道99提供循環水用于灌溉用途。額外的加注水可通過加注管道100提供。
因此，可以理解的是，該系統以與以上參考圖5A所描述的系統相似的方式運作。
現在參考圖6A對用于提供流體消毒和熱水以及電力的系統的實施例進行說明。
在這個實施例中，提供了流體消毒系統110，該流體消毒系統110類似于圖2A中示出的流體消毒系統，對于相同的元件，其參考數字增加了100。在這一特定實例中，熱交換器130形成熱水系統的一部分并且作為流體消毒系統的一部分，因此包括附加的熱交換盤管137。如在圖6B中更詳細地示出的一樣，該熱交換盤管137可類似于圖2B中示出的熱交換盤管37或者圖3A中示出的在管道盤管(tube coil)46內的管道。
該流體消毒系統110通過出口126與氯泵140連接，接著與存儲箱141連接。該存儲箱141通過存儲泵142與入口134連接，以允許水被加熱，這樣又通過出口139提供用于洗浴的熱水。除此之外，設置泵143以通過反沖洗carbine過濾器(back-flush carbine filter)144向入口123供應水。
在這個實施例中，設置發電機111以提供用于照明等的額外電力。來自該發電機的廢熱可被用來對熱交換器130進行加熱，例如通過使用對水進行加熱并循環通過熱交換器130空腔的熱回收系統，并且如果需要額外的加熱時，還可為加熱元件133提供動力。
這種形式的系統可被用于例如實現電力供應的偏遠地區或周邊地區(cir areas)。這使得該系統尤其適于使用在發生災難之后的救濟地區或者類似經常急需建立電和水供應的地區。特別地，重量不足1噸的單個裝置能夠每天提供20噸水，從而大大減少了救濟工作的運輸負擔。
圖6B示出了使用熱交換器121和Rotex容器140的流體消毒的實施例，該熱交換器121類似于圖2A中示出的熱交換器，并且容器140類似于圖3A中示出的容器。因此這顯示了在管道(tube)熱交換器中使用管道(tube)，因此這就能提供在上文圖6A中描述的系統中使用的組合供應。
在此情形中，并不是在與圖2A中的外殼22相似的外殼內提供熱交換器，而是提供像Swep國際緊密型銅制熱交換器之類更小的熱交換器。這樣減少了該設備的尺寸和重量，并允許熱交換器21、121被安裝進外殼30、140。
圖7A示出了使用該流體消毒系統的另一個實施例。具體而言，該實施例涉及在船舶內對壓艙水進行消毒。
在這個實施例中，船舶150包括船身151，該船身151具有多個通過在艙壁152A之間延伸的流通通路或管道相互連接在一起的壓艙水箱152。這樣允許水在各壓艙水箱152之間流動，以提供艙中壓艙水的均衡。船只150包括用于驅動螺旋槳154的發動機153。
流體消毒系統155類似于上文參考圖1至4所描述的流體消毒系統。該流體消毒系統155通過入口管道156和出口管道157與壓艙水箱152連接。還設置了泵(未示出)，以允許來自壓艙水箱152的水被泵送通過該流體消毒系統155。
發動機153包括冷卻水入口158，該冷卻水入口158將水供應至被設置成與發動機熱接觸的熱交換器(未示出)。該熱交換器通過連接管路159連接至流體消毒系統155，以起到例如在圖1中用箭頭10示出的熱源的作用。這可以通過例如將連接管路159連接至圖2B中示出的Rotex熱交換器30的輸入端38來實現。接著再將出口39連接至發動機水冷卻出口160，以允許水從船舶流出。
入口管道156連接至流體消毒箱152的底部，而出口管道157連接至壓艙水箱152的頂部。因此，水從壓艙水箱152的底部被移走并被回送到壓艙水箱的頂部。被回送的已消毒水溫度通常高于壓艙水箱中的水，而趨于逗留在壓艙水箱的表面附近，使得壓艙水由于常規作用而產生層化。這樣保證水在被再次消毒之前循環通過壓艙水箱，從而保證全部水被充分消毒。
在這種情況下，由于發動機152產生的熱量級別通常比較高，因此這樣保證可以不使用或者僅使用最少的額外加熱就可以實現消毒。因而，這樣提供了用于對壓艙水進行消毒從而允許將其回送入大海中的高效機制。此外，由于該系統包括極少數活動部件，因此幾乎不需要維護，使得該系統適于長期使用。
在圖7A中示出的實施例中，發動機153由冷卻水入口158接收的來自海洋的水冷卻，且該流體通過冷卻水出口160返回海洋。然而，作為可替換方案，該發動機冷卻系統可以采取封閉系統的形式，其中水圍繞將冷卻水入口158和冷卻水出口160相互連接的、虛線161示出的回路再循環。
另一個要點是，該壓艙水系統可以使用多個不同的流體消毒系統配置。這些配置的實施例示于圖7B、7C和7D中。
在圖7B中，該流體消毒系統155由諸如與上文所述相類似的板式熱交換器之類的預熱熱交換器170和消毒熱交換器180構成。該預熱熱交換器170連接至壓艙水入口和出口156、157并且通過管道171、172連接至消毒熱交換器180。該消毒熱交換器180包括帶有裝水空腔182的外殼181。如圖所示，該消毒熱交換器180包括盤管183、184，該盤管183、184連接至冷卻水入口158、出口160和管道171、172。因此，操作類似于上文描述的熱交換器。
然而，通過使用適合的盤管183、184和互連管道，可以對正被消毒的水和冷卻水加壓，以允許使用明顯更高的消毒溫度。
在圖7C中示出的配置中，發動機冷卻水通過管道158直接被提供至空腔182，以流動穿過空腔182，而已消毒的水被保持在盤管183中。這種情況下，來自發動機的已加熱水被供應至空腔182的底部，使之在對流作用下上升，由此保證熱均勻分布。
在圖7D示出的配置中，情況正好相反，已消毒的水通過管道171直接被供應至空腔182，以流動穿過空腔182，而發動機冷卻水在盤管184內供應。這種情況下，要被消毒的水被供應至空腔182的下部，需要對其進行加熱，以便在對流過程中上升，保證充分加熱并從而消毒。
圖7E示出了另一個實施例，該實施例中消毒熱交換器呈如圖所示的板框式熱交換器190的形式。板框式熱交換器的配置可以通過調節使用的板的數目而改變，因而可以理解的是，可以基于預期的應用選擇消毒熱交換器的尺寸。
現在參照圖8對吸收式冷凍機的實施例進行說明。
具體而言，該吸收式冷凍機230包括具有入口232和出口233的蒸發器231。該蒸發器231通過管道235與吸收器234連接，該吸收器234又通過如圖所示的管道237A、237B與發生器236連接。具有入口242和出口243的管道241接收來自如在240處示出的適合熱源的熱，并將熱傳遞給發生器236。該發生器236通過管道239與冷凝器238連接。該冷凝器238通常如244處示出地產生廢熱，并且還通過管道245與蒸發器231連接。
該系統使用由制冷劑和吸收劑的混合構成的溶液，以便提供現在要進行描述的熱傳遞機制。通常，如本領域普通技術人員可以理解地，該溶液或者是水/溴化鋰或者是氨/水的混合。
使用中，該蒸發器231運行以通過管道245接收來自冷凝器238的液態制冷劑。該制冷劑被供應進蒸發器231內部的低壓環境，并蒸發，從而通過適合的熱交換器吸取來自供應至入口232的流體的熱。隨后，已冷卻的流體通過出口233輸出，同時已蒸發的制冷劑通過管道235被傳送給吸收器234，并在吸收器中由制冷劑耗盡的溶液吸收。
該溶液通過管道237A被傳送至發生器236，該發生器236運行以使用管道241中的流體對該溶液進行加熱，從而使得制冷劑蒸發。余下的制冷劑耗盡溶液通過管道237B返回到吸收器234中，而已氣化的制冷劑通過管道239被傳送至冷凝器238。已氣化的制冷劑在通過管道245被傳送給蒸發器231之前可以冷凝而在244處輸出廢熱，從而允許重復進行該循環。
現在參考圖9對熱水存儲系統的實施例進行說明。具體而言，圖9顯示了Rotex SC500 250(還被稱作“Rotex Sanicube”)的實施例。該Rotex 250包括設置在絕熱外殼254內的具有入口252和出口253的初級流體回路251。還設置了具有入口256和出口257的PE-X型熱交換器255。
使用中，在初級流體回路251中的水或其它適合流體由外部熱源加熱，而該水或其它適合流體又用來對在絕熱外殼254內提供的流體進行加熱，如圖中在258處所示。這樣又能對PE-X熱交換器255中提供的流體進行加熱，因而該PE-X熱交換器255可以提供熱水源。
現在參考圖10對組合系統的實施例進行說明。具體而言，如圖10所示，該系統使用如圖所示與流體消毒系統210、吸收式冷凍機230和熱水存儲系統250連接的發電機260。
具體而言，該發電機260運行以產生電，電通過如圖示出的輸出端261提供。該發電機260通常是基于內燃機的系統等，因而產生大量廢熱。通過使用熱交換器262提取廢熱，從而使得熱被提供給流體消毒系統210、吸收式冷凍機230和水存儲系統250。
實現該功能的確切方式取決于相應實施。因此，在圖10中示出的實施例中，熱交換器262用于加熱在各管道221、241、251中的諸如水之類的流體，以便流體消毒系統210、吸收式冷凍機230和水存儲系統250各自由來自發電機260的廢熱直接加熱。但也可以使用例如圖11A至11D中示出的可替換的互連裝置。
圖11A示出了在其中來自熱交換器262的廢熱用于驅動吸收式冷凍機230的配置。如圖所示，使用熱交換器收集由吸收式冷凍機230產生的廢熱244，隨后該廢熱244被用來將熱提供給流體消毒系統210和水存儲系統250。
其它組合也是可以的。例如，管道221、241、251可以如圖10所示地并聯連接或者如圖11B所示地串聯連接。
類似地，來自流體消毒系統210或水存儲系統250的廢熱可被用來向吸收式冷凍機230提供熱。因此，例如，如圖11C所示，通過出口213從流體消毒系統210提供的已消毒的水通常顯著高于環境溫度，因而可以被用來向吸收式冷凍機230提供熱。
圖11D中示出了另一種變型。在這個實施例中，發電機設置了第二熱交換器263。具體而言，在這種情況下，熱交換器262起作用直接除去來自發電機的廢熱，而這是為了維持發電機260的工作溫度而經常必需的。然而，來自發電機260的廢氣中還會存在額外的廢熱，這些廢熱可被用來為流體消毒系統210、吸收式冷凍機230和水存儲系統250中的任一個提供獨立的熱量。
因而，可以理解的是，當與適合的熱源連接時，流體消毒系統210、吸收式冷凍機230和水存儲系統250的組合允許廢熱對水進行消毒、產生冷卻的流體并提供熱水。
因而，該系統允許以常規方式產生電，并基本由在發電過程中產生的廢熱產生熱水、已消毒的水和冷卻水。因此，這樣使得除產生電所導致的運行成本之外，基本沒有附加運行成本地提供熱水和已消毒的水以及冷卻的流體。
已冷卻的流體可被用來提供空氣調節。這可以通過例如使已冷卻的流體循環通過適合的熱交換器配置并且允許空氣吹過熱交換器從而對空氣進行冷卻的方式來實現。因此，雖然這樣會因而需要電來驅動風扇并泵送已冷卻的流體通過熱交換器，但這樣可以避免需要使用電驅動式壓縮機來進行空氣調節，從而進一步減少進行空氣調節所需的電力負荷。
因此，使用像以上所述之類的組合系統大大減少了在旅游勝地或其它偏遠環境等提供設施而需的運行成本和環境成本。事實上，通過使用任何熱源，該系統可被用來產生熱水、冷卻流體和已消毒的水。這種熱源可以包括例如醫院里現有的鍋爐等。
現在參照圖12A和12B對適合系統的實施例進行說明。
在這個實施例中，如圖所示，出口213、233、257連接至包括三個相應配送管道271、273、275的配送網絡270。在這個實施例中，管道被設置為帶有如在276處設置的多個單獨配送支管的環形結構，但該環形結構并不是必需的。一般來說，配送管道271、273、275會被用來對例如熱水、已消毒的水和冷卻水進行循環，使之遍及旅游勝地，支管276被用來控制給多個建筑物中每個建筑物的配送。
為了提供進一步的控制，可以使用流量控制閥277來選擇性地開啟支管276，以便給每個建筑物的流體供應都可以單獨控制。
由于管道273、275分別配送冷水和熱水，所以優選要保證這些管道充分絕熱。因而，管道271、273、275通常由像聚丙烯等之類的具有良好固有絕熱性能的材料制成。管道271、273、275通常還設在溝槽280內并在溝槽充填絕熱泡沫282之前使用適合的支柱(strut)281定位。這樣不但提供了進一步的絕熱，而且有助于保護管道不受破壞。
最后，這些管道被設置為管道271布置在管道273和275之間。關于這一點，管道271中已消毒的水通常為環境溫度，而管道273、275分別容納冷水和熱水，因此，這種布置使得管道之間的熱傳遞減至最低程度。
使用中，該流體消毒系統會在通過出口213和相應的配送管道271對已消毒的水進行分配之前通過入口212接收水、對水進行消毒。
所述流體消毒系統適于對大容量各種各樣的流體進行消毒。具體而言，該系統理想地適于對灰色流體和黑色流體進行消毒，灰色流體包括來自洗浴、洗臉盆、洗碗機和洗衣機的流體，黑色流體包括來自馬桶、腐化系統等的流體，該黑色流體通常含有大量的污染物例如糞便大腸菌群和細菌以及目標種類的生物體、細菌、病原體和像雌激素、硝酸鹽、磷酸鹽等之類的化合物等。
可以理解的是，還可以根據被處理水的期望用途進行像用于后續處理的過濾或加氯消毒之類的后續凈化。
由于相對其它的流體凈化技術來說已消毒流體的質量有所提高，所以可以在更多類型的情形中使用該系統。因此，例如，該系統可以被用來處理來自污水廠和化糞池的排出液以及工業廢水，使之安全地重新使用或處理。除此之外，動物排出液可以被消毒用于灌溉農作物或牧場。受污染河流和堤壩儲水可以被消毒，使之可作為飲用水使用。該系統還可以被用來對船只/船舶上的壓艙水進行消毒，使得壓艙水可安全地返回到海洋或河流中。
當該消毒系統用來處理像下水道水之類的黑色流體時，通常要在消毒之前對流體提供初步處理。具體而言，黑色流體可被提供到生物消化池，該生物消化池包括像Zabel A300生物過濾器之類的生物過濾器。隨后，如本領域普通技術人員可以理解地，在使用上文中描述的系統中的一種進行消毒之前，該流體通常經歷進一步過濾以除去較大片的碎屑。
無論如何，可以理解的是，這樣就允許來自各種各樣源頭的水通過入口212被收集，隨后被配送用于各種用途，如馬桶水、灌溉、清潔等。
就吸收式冷凍機來說，冷卻水僅僅用于冷卻用途，因此該冷卻水可以被重復循環，因此僅需要偶爾的補充。可以由此理解的是，在重復循環的水仍然低于環境溫度的情況下，則吸收式冷凍機的負荷就會減少。
無論如何，由于產生冷卻流體近乎不需成本，所以這樣就允許在之前不經濟的境況中進行空氣調節。這種境況包括，例如對建筑物持久地進行空氣調節以及在像游泳池周圍、海灘上等之類的外部環境中提供冷卻空氣流。
一般來說，以這種方式產生的空氣的溫度沒有壓縮驅動空氣調節器產生的空氣的溫度一樣冷，但由于可以持續地近乎不需成本地提供空氣調節，所以假設提供與環境的充分隔熱，這就使得房間持續被冷卻，那么無論環境溫度如何，都將得到期望的室溫。
就熱水供應來說，可以理解的是，可通過入口256重新循環所有未使用的熱水以再加熱，需要時可通過入口256A提供補充水。
現在參考圖13對引入吸收式冷凍機、熱水存儲系統、流體消毒系統的系統的第二實施例進行說明。
具體而言，如圖所示，發電機260通過熱交換器263與流體消毒系統210連接，并通過熱交換器262與熱水存儲系統290連接，如圖所示，熱交換器262、263通過管道264連接。還可以設置散熱器265，以在需要的時候發散多余的熱。作為我們的可替換方案，可以除去熱交換器262、263，并且使管道264延伸直接穿過熱水存儲系統和消毒系統。然而，這樣會過度增加管道264的長度，而過度增加管道264的長度又導致對用來泵送流體通過管道264的泵施加壓力。
如圖所示，額外的廢氣沿管道241被送到運行以產生冷卻水的吸收式冷凍機230，冷卻水通過管道232輸出至空調單元235。在這個具體實施例中，500 EPSTP(預計對500個人制造的污水進行處理的污水處理廠)300連接至砂濾器或參與物質過濾器(participant matterfilter)301以通過入口212向流體消毒系統210提供用于再循環的水。已消毒的流體通過出口213輸出至已循環水存儲箱302。其它元部件的操作基本如上所述，但是在這個實施例中可以看出的是，熱水存儲系統290由多個Rotex熱存儲容器250構成，這些熱存儲容器250串聯連接以對通過入口257接收的水進行加熱并由此通過出口256提供熱水。
可以理解的是，本文概括闡述的技術可被應用于利用熱來進行消毒的任何形式的流體消毒系統或其它方式的流體消毒。這包括例如像蒸餾和高壓消毒之類的醫療應用和用于牛奶等消毒的消毒系統。可以理解的是，這些應用提供具體的好處。
具體而言，在醫院中，通常有鍋爐來提供足量的熱水用于洗滌等。在這種情況下，來自鍋爐的廢熱可被用來對醫療設備進行殺菌，從而不需要提供使用電對水進行加熱的單獨殺菌設備。
就牛奶消毒來說，在很多情況下，牛奶在偏遠地區的農場上產生。由于運輸中的固有時延，因此優選在源頭就對牛奶進行消毒以保證新鮮度。然而，在這些偏遠場所，常常使用發電機產生電，因此使用電力驅動的消毒系統將會在發電機上施加主要負載，導致使用大量燃料。通過使用該系統，來自發電機(或來自采集牛奶的卡車發動機)的廢熱被用來對牛奶進行消毒，從而引起顯著的成本節約。
本領域普通技術人員可以理解的是，流體消毒通常被稱作巴氏滅菌，因而以上描述的技術能夠等同地應用于巴氏消毒，它是一種特殊形式的巴氏滅菌。
本領域普通技術人員可以理解的是，多種變體和改型會變得顯而易見。所有這些對本領域普通技術人員來說變得顯而易見的變體和改型應該被認為落入上文概括記載的本發明所描述的主旨和范圍內。
權利要求
1.用于對流體進行消毒的設備，該設備包括a)用于將流體加熱至第一溫度的預熱熱交換器，該預熱熱交換器包括i)用于接收流體的第一入口；ii)用于提供第一溫度的已預熱流體的第一出口；iii)用于接收基本為第二溫度的已消毒流體的第二入口；和iv)用于提供已消毒流體的第二出口；以及b)用于將流體加熱至第二溫度的消毒箱，該消毒箱包括i)熱源；ii)用于接收已預熱流體的入口；iii)與該入口連接的用于將已預熱流體加熱至第二溫度從而對流體進行消毒的熱交換器；和iv)與該熱交換器連接的用于向該預熱熱交換器的第二入口提供已消毒流體的出口。
2.根據權利要求1的設備，其特征在于該熱交換器具有預定的長度。
3.根據權利要求1的設備，其特征在于該熱交換器由旋繞管道構成。
4.根據權利要求1的設備，其特征在于該熱交換器由盤管構成。
5.根據權利要求4的設備，其特征在于該盤管適于減少管道內的通道效應。
6.根據權利要求1的設備，其特征在于該熱源包括初級回路以及下列裝置中的至少一個a)加熱元件；和b)與熱流體源連接的第二熱交換器。
7.根據權利要求6的設備，其特征在于熱流體由下列中的至少一種來加熱a)來自裝置的廢熱；和b)太陽能加熱。
8.根據權利要求1的設備，其特征在于該消毒箱為反向動作加熱器(reverse acting califorier)。
9.根據權利要求1的設備，其特征在于該消毒箱為RotexTMSC500。
10.根據權利要求9的設備，其特征在于該熱交換器為PE-X熱交換器。
11.根據權利要求1的設備，其特征在于該預熱熱交換器為第二反向動作加熱器。
12.根據權利要求1的設備，其特征在于該預熱熱交換器為第二RotexTMSC500。
13.根據權利要求12的設備，其特征在于該第二入口和第二出口連接至第二RotexTMSC500的初級回路。
14.根據權利要求13的設備，其特征在于該預熱熱交換器為PE-X熱交換器。
15.根據權利要求1的設備，其特征在于該消毒箱包括絕熱外殼。
16.根據權利要求1的設備，其特征在于該熱源包括與鍋爐連接的管道。
17.根據權利要求16的設備，其特征在于第二溫度的流體被加壓。
18.根據權利要求17的設備，其特征在于該設備包括一個或多個壓力釋放閥。
19.根據權利要求1的設備，其特征在于該流體以預定速率被提供，其中該熱交換器適于將流體加熱至第二溫度并在該溫度下保持預定的時間長度。
20.根據權利要求19的設備，其特征在于該設備還包括用于控制該預定速率的控制系統。
21.根據權利要求20的設備，該控制系統包括a)流量控制閥；和b)用于控制流量控制閥的控制器。
22.根據權利要求21的設備，其特征在于該設備還包括溫度傳感器，該溫度傳感器產生指示第二溫度的信號，并且控制器根據該信號控制預定流動速率。
23.根據權利要求21的設備，其特征在于該控制器是適當程序化的系統。
24.一種操作用于對流體進行消毒的設備的方法，該設備包括a)用于將流體加熱至第一溫度的預熱熱交換器，該預熱熱交換器包括i)用于接收流體的第一入口；ii)用于提供第一溫度的已預熱流體的第一出口；iii)用于接收基本為第二溫度的已消毒流體的第二入口；和iv)用于提供已消毒流體的第二出口；以及b)用于將流體加熱至第二溫度的消毒箱，該消毒箱包括i)熱源；ii)用于接收已預熱流體的入口；iii)與該入口連接的用于將已預熱流體加熱至第二溫度從而對流體進行消毒的熱交換器；和iv)與該熱交換器連接的用于向該預熱熱交換器的第二入口提供已消毒流體的出口；并且v)其中，該方法包括以預定速率向第一入口提供流體。
25.根據權利要求24的方法，其特征在于該設備是根據權利要求1至23中任一項的設備。
26.一種供應系統，包括a)用于使用外部熱源來提供冷卻流體的吸收式冷凍機；b)用于使用外部熱源來提供已消毒流體的流體消毒系統；c)用于使用外部熱源來提供已加熱流體的熱水系統；以及d)回收廢熱的廢熱回收系統，該廢熱回收系統作為吸收式冷凍機、流體消毒系統和熱水存儲系統中至少一個的外部熱源。
27.根據權利要求26的設備，其特征在于廢熱回收系統包括與下列中至少一個連接的熱交換器a)發電機；和b)鍋爐。
28.根據權利要求26的設備，其特征在于廢熱回收系統向吸收式冷凍機、流體消毒系統和熱水系統中被選定的一個提供熱，該系統還包括用于下列用途的第二廢熱回收系統a)從吸收式冷凍機、流體消毒系統和熱水系統中被選定的那個回收廢熱；和b)將廢熱提供給吸收式冷凍機、流體消毒系統和熱水系統中的一個。
29.根據權利要求26的設備，其特征在于該吸收式冷凍機包括a)利用制冷劑的蒸發來對通過入口接收的流體進行冷卻并通過出口提供冷卻流體的蒸發器；b)用于下列用途的吸收器i)接收來自該蒸發器的已蒸發的制冷劑；和ii)使得制冷劑耗盡的溶液吸收已蒸發的制冷劑來形成溶液；c)用于下列用途的冷凍機發生器i)接收來自該吸收器的溶液；ii)通過使用外部熱源加熱的方式從溶液中蒸發掉制冷劑以產生制冷劑耗盡溶液；和iii)向吸收器提供該制冷劑耗盡溶液；d)用于下列用途的冷凝器i)接收來自冷凍機發生器的已蒸發的制冷劑；ii)冷凝蒸發(evaporating)的制冷劑并產生廢熱；和iii)向蒸發器提供制冷劑。
30.根據權利要求29的設備，其特征在于該流體消毒系統包括a)用于將流體加熱至第一溫度的預熱熱交換器，該預熱熱交換器包括i)用于接收流體的第一入口；ii)用于提供第一溫度的已預熱流體的第一出口；iii)用于接收基本為第二溫度的已消毒流體的第二入口；和iv)用于提供已消毒流體的第二出口；以及b)與外部熱源連接的用于將流體加熱至第一溫度的消毒箱，該消毒箱包括i)用于接收已預熱流體的入口；ii)與該入口連接的用于將已預熱流體加熱至第二溫度從而對流體進行消毒的熱交換器；和iii)與該熱交換器連接的用于向該預熱熱交換器的第二入口提供已消毒流體的出口。
31.根據權利要求30的設備，其特征在于該熱交換器具有預定的長度。
32.根據權利要求30的設備，其特征在于該熱交換器由旋繞管道或盤管構成。
33.根據權利要求29的設備，其特征在于該消毒箱和預熱熱交換器中的至少一個由反向動作加熱器構成。
34.根據權利要求33的設備，其特征在于該反向動作加熱器為RotexTMSC500。
35.根據權利要求34的設備，其特征在于該熱交換器為PE-X熱交換器。
36.根據權利要求26的設備，其特征在于該熱水供應包括反向動作加熱器。
37.根據權利要求36的設備，其特征在于該反向動作加熱器為RotexTMSC500。
38.一種供應系統，包括a)用于使用外部熱源來提供已消毒流體的流體消毒系統；b)用于使用外部熱源來提供已加熱流體的熱水系統；以及c)回收廢熱的廢熱回收系統，該廢熱回收系統作為流體消毒系統和熱水存儲系統的外部熱源。
39.根據權利要求39的設備，其特征在于該廢熱回收系統與用于產生電力供應的發電機連接。
40.根據權利要求39的設備，其特征在于該設備還是根據權利要求26的設備。
41.用于處理船中的壓艙水的設備，該設備包括a)用于將壓艙水加熱至第一溫度的預熱熱交換器，該預熱熱交換器包括i)第一入口，用于接收來自壓艙水箱的壓艙水；ii)第一出口，用于提供第一溫度的已預熱的壓艙水；iii)第二入口，用于接收基本為第二溫度的已進行巴氏消毒的壓艙水；和iv)第二出口，用于向壓艙水箱提供已進行巴氏消毒的壓艙水；以及b)用于將壓艙水加熱至第二溫度的巴氏消毒箱，該巴氏消毒箱包括i)用于接收已預熱的壓艙水的入口；ii)與該入口連接的用于將已預熱的壓艙水加熱至第二溫度從而對壓艙水進行巴氏消毒的熱交換器；和iii)與該熱交換器連接的用于向該預熱熱交換器的第二入口提供已進行巴氏消毒的壓艙水的出口；以及c)與船中設置的發動機連接的熱回收系統，該熱回收系統適于對巴氏消毒箱進行加熱，從而對壓艙水進行巴氏消毒。
42.根據權利要求41的設備，其特征在于該第一入口與壓艙水箱在第一高度連接，第二出口與壓艙水箱在第二高度連接，該第二高度比第一高度更高，從而保證了已消毒水在更高的高度返回壓艙水箱。
43.根據權利要求41或權利要求42的設備，其特征在于該設備是根據權利要求1至23中任一項的設備。
44.用于處理船中的壓艙水的設備，該設備包括a)用于從發動機和鍋爐中至少一個上回收熱的熱回收系統；和b)用于使用已回收的廢熱將壓艙水加熱至預定溫度從而對壓艙水進行消毒的流體消毒系統。
45.根據權利要求44的設備，其特征在于該設備是根據權利要求1至23中任一項的設備。
全文摘要
一種用于對流體進行消毒的設備，該設備包括預熱熱交換器(4)和消毒箱(5)。該預熱熱交換器將流體加熱至第一溫度并包括用于接收流體的第一入口(2)、用于提供第一溫度的已預熱流體的第一出口、用于接收基本為第二溫度的已消毒流體的第二入口和用于提供已消毒流體的第二出口(3)。該消毒箱將流體加熱至第二溫度并包括熱源(10)、用于接收已預熱流體的入口、與該入口連接的用于將已預熱流體加熱至第二溫度從而對流體進行消毒的熱交換器(11)和與該熱交換器連接的用于向該預熱熱交換器的第二入口提供已消毒流體的出口。
文檔編號F28F1/00GK1969165SQ200580020229
公開日2007年5月23日 申請日期2005年4月22日 優先權日2004年4月23日
發明者M·K·T·斯圖爾特, J·D·艾特肯 申請人:包裝環境技術股份有限公司