水处理设备的制作方法

1.本发明涉及一种水处理设备，具体涉及一种用于单取样点的水处理设备。


背景技术：

2.已知水处理设备，其中可以大规模地提供饮用水。它们可以借助机械蒸汽压缩蒸馏（英文：mechanical vapor compression destillation
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mvcd）工作，并且例如可以用于海水淡化设备。此外，还已知用于单取样点的水处理设备，其中，在此，在使用之前通过房屋接口提供的水的清洁、脱盐和/或脱钙是优先考虑的，尤其是在水被污染的地区中，但也例如为了使水脱钙。在此例如可以规定，在厨房中运行水处理设备，以便能够在那里使用经处理的饮用水。这些用于单取样点的水处理设备借助反渗透（英文：reverse osmosis
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ro）处理水。在此借助过滤膜去除污物。与ro方法相比，mvcd方法也可以有利地应用在用于单取样点的水处理设备中，但是由于热力学波动，利用迄今已知的方法不可能实现稳定的运行。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种水处理设备，其中即使在小的质量流量的情况下，如在用于单取样点的水处理设备中出现的那样，也能够借助机械蒸汽压缩蒸馏（mvcd）实现稳定的运行。
4.该目的通过独立权利要求的主题来实现。有利的改进方案在从属权利要求中给出。
5.水处理设备、尤其是用于单取样点的水处理设备具有用于水的入口、用于经处理的水的第一出口和用于废水的第二出口、水容器、蒸发器-冷凝器单元、液滴分离器和压缩机。入口与水容器连接。该水容器与蒸发器-冷凝器单元的蒸发器的蒸发器入口连接。该蒸发器-冷凝器单元的蒸发器的蒸发器出口与布置在该水容器中的液滴分离器连接，其中该液滴分离器与该蒸发器-冷凝器单元的冷凝器的冷凝器入口连接。该蒸发器-冷凝器单元的冷凝器的冷凝器出口与该第一出口连接。压缩机布置在液滴分离器和冷凝器入口之间，其中，压缩机设置用于在液滴分离器的侧面上产生负压，其中，压缩机这样设计，使得在质量流量低于每小时一千克的范围内，负压在质量流量下降时上升，并且在质量流量上升时下降。
6.在此，负压可以理解为蒸发器-冷凝器单元的蒸发器与冷凝器之间的压差。尤其蒸发器中的压力低于冷凝器中的压力。为了提高热效率，可以规定，通过冷凝器中的水的冷凝而产生的冷凝热直接传递给蒸发器，以便在那里提供蒸发水所需的能量。由于负压，在此冷凝器中的冷凝温度高于蒸发器中的蒸发温度，从而能够实现有效的能量回收。
7.如果使用在质量流量范围内负压在质量流量下降时而下降的压缩机，则这导致需要额外的能量用于蒸发，使得整个过程在能量方面变得低效。由于水处理设备中的热容小，质量流量中的微小变化对产生的负压影响更大，使得如果存在质量流量与负压之间的关系
的这种特性，则在质量流量小（低于每小时一千克）的情况下，水处理设备不能稳定地运行。与此相反，根据本发明提出，这样设计特性，使得在质量流量低于每小时一千克的范围内，负压在质量流量下降时上升，并且在质量流量上升时下降。由此可以实现自调节的平衡，在该平衡中，下降的质量流量导致提高的负压并且因此导致蒸发温度与冷凝温度相比降低。这导致更强的蒸发并且由此提高的质量流量，从而可以更容易地保持平衡。可以规定，压缩机这样设计，使得在质量流量低于每小时2千克的范围内或者也在整个范围内，负压在质量流量下降时上升，并且在质量流量上升时下降。在任何情况下，压缩机必须这样设计，使得在质量流量低于每小时一千克的范围内，负压在质量流量下降时上升，并且在质量流量上升时下降，其中，在这种情况下，在该范围之外，负压和质量流量的其他行为也是可能的。
8.在运行中，经由入口供应的水的不期望的成分例如盐、石灰或有机材料积聚在水容器中，从而可不时地经由第二出口去除残留在水容器中的废水，该废水也可称为盐水（英文:brine）。液滴分离器尤其用于将在蒸发器中夹带的同样含有盐、石灰或有机材料的水滴与水蒸气分离并且再次返回到水容器中。
9.在被称为连接的元件之间可以设置另外的元件。例如液滴分离器与冷凝器入口连接，并且压缩机布置在液滴分离器与冷凝器入口之间。
10.在一种实施方式中，压缩机以侧通道鼓风机（英文:side-channel blower）的形式实现。侧通道鼓风机具有所要求的特性，从而该侧通道鼓风机尤其这样设计，使得在质量流量低于每小时一千克的范围内，负压在质量流量下降时上升，并且在质量流量上升时下降。
11.在一种实施方式中，热交换器以吸收热量的侧布置在入口和水容器之间，并且以释放热量的侧布置在冷凝器出口和第一出口之间。由此实现了效率的进一步提高，因为水在冷凝之后仍然一直具有一定的余热，该余热可以借助于热交换器输出给所供应的水。
12.在一种实施方式中，在冷凝器出口与第一出口之间设置有储存罐。由此能够储存经处理的水以备以后使用。可以规定，水处理设备配备有控制器和液位传感器，其中，借助于液位传感器测量储存罐的液位，并且借助于液位通过控制器接通和/或关断水处理设备。例如可以规定，在低于最小填充量的情况下完全填充储存罐，并且随后将水处理设备置于静止模式中，直至液位再次低于最小填充量。
13.在一种实施方式中，负压最大为200毫巴。这种负压能够利用关于负压和质量流量的上述特性合适的压缩机、尤其借助侧通道鼓风机良好地实现。
14.在一种实施方式中，液滴分离器是旋风分离器。旋风分离器非常适合作为液滴分离器。
15.在一种实施方式中，质量流量最大为每小时五千克。特别地用于单取样点的水处理设备、即例如用于厨房中的水处理设备具有这样的质量流量。
16.在一种实施方式中，入口设置成连接到家用水管上。尤其入口可以具有相应的连接元件。在一种实施方式中，第二出口设置成连接到家用废水管上。尤其第二出口可以具有相应的连接元件。
17.在一种实施方式中，加热元件布置在水容器中。这使得能够预热水容器中的水并且因此能够更快地处理水。
18.在一种实施方式中，该水容器与该蒸发器入口之间布置有循环泵。由此可以进一步提高水处理设备的效率。
附图说明
19.根据以下附图阐述本发明的实施例。在示意图中:图1示出水处理设备；图2示出负压关于质量流量的图表；和图3示出另一个水处理设备。
具体实施方式
20.图1示出了具有用于水的入口101的水处理设备100、用于经处理的水的第一出口102和用于废水的第二出口103、水容器104、 蒸发器-冷凝器单元110、液滴分离器105和压缩机120，其中，该入口101与该水容器104连接，其中，该水容器104与该蒸发器-冷凝器单元110的蒸发器111的蒸发器入口112连接，其中，该蒸发器-冷凝器单元110的蒸发器111的蒸发器出口113与布置在水容器104中的液滴分离器105连接，其中，该液滴分离器105与该蒸发器-冷凝器单元110的冷凝器116的冷凝器入口117连接，其中，该蒸发器-冷凝器单元110的冷凝器116的冷凝器出口118与该第一出口102连接，其中，该压缩机120布置在该液滴分离器105与该冷凝器入口117之间，其中，该压缩机120设置为在该液侧面上滴分离器105的产生负压，其中，该压缩机120这样设计，使得在质量流量低于每小时一千克的范围内，该负压在质量流量下降时上升，并且在质量流量上升时下降。可以规定，压缩机120这样设计，使得在质量流量低于每小时2千克的范围内或者也在整个范围内，负压在质量流量下降时上升，并且在质量流量上升时下降。在任何情况下，压缩机120必须这样设计，使得在质量流量低于每小时一千克的范围内，负压在质量流量下降时上升，并且在质量流量上升时下降，其中，在这种情况下，在该范围之外，负压和质量流量的其他行为也是可能的。在此，负压可以理解为蒸发器-冷凝器单元110的蒸发器111与冷凝器116之间的压差。 尤其蒸发器111中的压力低于冷凝器116中的压力。为了提高热效率，可以规定，通过冷凝器116中的水的冷凝而产生的冷凝热直接传递给蒸发器111，以便在那里提供对于水的蒸发所需的能量。由于负压，在此冷凝器116中的冷凝温度高于蒸发器111中的蒸发温度，从而能够实现有效的能量回收。
21.在此，液滴分离器105设计为喷嘴106和网107。如果水在蒸发器111中蒸发，在此存在的水也可以作为液滴被夹带。这些液滴被网107阻挡并且再次向下流回到水容器104中，而水蒸气可以向上离开液滴分离器105。除了图1的示图，也可以考虑液滴分离器105的其他设计方案。
22.在运行中，经由入口101供应的水的不期望的成分例如盐、石灰或有机材料积聚在水容器104中，从而可以不时地经由第二出口103去除残留在水容器104中的废水。液滴分离器105尤其用于将在蒸发器111中夹带的同样含有盐、石灰或有机材料的水滴与水蒸气分离并且再次返回到水容器104中。
23.图2示出了图表200，其中负压201被绘制在质量流量202之上。在此，第一曲线203示出负压201与质量流量202之间的根据本发明的关系。如果质量流量202小于每小时一千克的第一质量流量204，则从图表中可以看出，在直至第一质量流量204的范围中，负压201在质量流量202下降时上升，并且在质量流量202上升时下降。第二曲线210（虚线）示出了用于迄今为止由现有技术已知的压缩机的负压201与质量流量202的关系，其中，在直至第一
质量流量204的范围内，负压201在质量流量202下降时下降并且在质量流量202上升时上升。为了稳定地运行水处理设备，通过第一曲线203示出的行为是有利的，能够实现自调节的平衡，在该平衡中，下降的质量流量202导致提高的负压201并且因此导致蒸发温度相比冷凝温度降低。这导致更强的蒸发并且因此提高的质量流量202，从而能够更容易地保持平衡。对于第二曲线210，不出现这种平衡。
24.图3示出了与图1的水处理设备100对应的另一水处理设备100，只要在下文中没有描述区别。图3的水处理设备100示出了另外的元件，该另外的元件分别单独地同样可选地在图1的水处理设备100中设置。这些单独的也在图1中设置的元件在下文中分别被称为附加的实施例。
25.在一种实施例中，压缩机120以侧通道鼓风机121的形式实现。侧通道鼓风机121具有所要求的特性，尤其如通过图2的第一曲线203示出的那样，其尤其这样设计，使得在质量流量低于每小时一千克的范围内，负压在质量流量下降时上升，并且在质量流量上升时下降。
26.在一种实施例中，热交换器以吸收热量的第一侧131布置在入口101和水容器104之间，并且以释放热量的第二侧132布置在冷凝器出口118和第一出口102之间。由此实现了效率的进一步提高，因为水在冷凝之后仍然一直具有一定的余热，该余热可以借助于热交换器130输出给所供应的水处。
27.在一种实施例中，在冷凝器出口118和第一出口102之间布置有储存罐140。由此能够储存经处理的水以备以后使用。可以规定，水处理设备100配备有控制器141和液位传感器142，其中，借助于液位传感器142测量储存罐141的液位，并且借助于液位通过控制器141接通和/或关断水处理设备100。例如可以规定，储存罐140在低于最小填充量时被完全填充，并且随后将水处理设备100置于静止模式中，直至液位再次低于最小填充量。
28.在一种实施例中，负压最大为200mbar。这种负压利用关于在图2中示出的负压201和质量流量202的特性借助合适的压缩机120、尤其借助侧通道鼓风机121可良好地实现。
29.在一种实施例中，液滴分离器105是旋风分离器108。
30.在一种实施例中，质量流量202最大为每小时五千克。尤其用于单取样点的水处理设备100，即例如用于厨房中的水处理设备具有这样的质量流量202。
31.在一种实施例中，入口101设置成连接到家用水管上。尤其入口101可以具有相应的连接元件。在一种实施方式中，第二出口103设置成连接到家用废水管上。尤其第二出口103可以具有相应的连接元件。
32.在一种实施例中，加热元件109布置在水容器104中。这能够实现水容器104中的水的预热并且因此能够更有效地处理水。
33.在一种实施例中，循环泵150布置在水容器104和蒸发器入口112之间。由此可以进一步提高水处理设备100的效率。
34.在一种实施例中，阀160布置在入口101和水容器104之间。
35.水处理设备100的所述设计方案用于实现水处理设备100的某些特性因数。尤其可以实现的是，水处理设备100可以以75cm到75cm到75cm的最大尺寸安装在壳体170中，优选地以50cm到50cm到50cm的最大尺寸安装在壳体中，并且因此可以作为设备在单独的房间例如厨房中使用。每千克处理水的能量需求能够保持为最大60瓦时，并且最大功耗能够保持
为500瓦。
36.尽管已经通过优选的实施例详细地描述了本发明，但是本发明不限于所公开的示例，并且在不脱离本发明的保护范围的情况下，本领域技术人员可以从中推导出其它变型方案。