專利名稱：水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法。
本發(fā)明具體是關于一種水循環(huán)系統(tǒng)利用泵、高壓過濾器、高頻電波裝置及抑菌裝置以依序進行抽水、初步過濾、產(chǎn)生高頻電波以防止產(chǎn)生水垢及抑制微生物生長，從而提高水循環(huán)系統(tǒng)的熱交換效率并節(jié)省用電的方法。
背景技術：
一般水循環(huán)系統(tǒng)是包含中央空調、冷凍柜、保溫裝置或鍋爐的熱交換系統(tǒng)，該水循環(huán)系統(tǒng)是利用半開放式或封閉式的流動水液進行熱交換，以達到冷卻、冷凍、散熱或加熱的目的，但是水液在水循環(huán)系統(tǒng)的水管中流動一段時間后，通常會在水管、熱交換器的內壁逐漸累積各類水垢，該水垢包含鈣、鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽及磷酸鹽，或二氧化硅[黏土]及鐵銹，甚至有時內壁亦會滋生藻類、青苔，如圖1所示，該水垢或青苔的累積不但大幅降低水循環(huán)系統(tǒng)的熱交換效率且增加系統(tǒng)耗電量，甚至在結垢嚴重時導致鍋爐意外爆炸或水循環(huán)系統(tǒng)的裝置永久性毀損。
習用水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其通常是可利用化學除垢劑、離子交換軟水設備或人工定時清洗，以克服上述水垢累積問題。然而，當使用該化學除垢劑時，其用量需小心控制，用量過少時無法有效防止結垢，而用量過多時將腐蝕水管、水塔或熱交換器的內壁，且無法防止二氧化硅蓄積成水垢，及其水液中存有過多化學物質也容易污染周邊環(huán)境，因而不符環(huán)保需求；當使用該離子交換軟水設備時，其利用鈉離子交換水循環(huán)系統(tǒng)的鈣、鎂離子，以減少形成碳酸、磷酸沉淀物的機率，但水中的鈉離子過多會加速、促使鐵銹形成，其亦無法防止二氧化硅蓄積成水垢，且該離子交換樹脂的使用壽命有限，及該離子交換軟水設備亦因體積龐大而無法設置在狹窄空間；并且當利用人工定時清洗水循環(huán)系統(tǒng)時，則不但耗時耗力，亦無法有效的清除各構件內壁細部位置所累積的水垢，同時在清除過程中該水循環(huán)系統(tǒng)也必需被迫停止運轉。因此，上述水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法實有必要進一步加以改良。
有鑒于此，本發(fā)明改良上述缺點，其是在水循環(huán)系統(tǒng)中增設一除垢裝置，利用自動控制系統(tǒng)自動調控泵、高壓過濾器、高頻電波裝置及抑菌裝置以依序進行抽水、初步過濾、產(chǎn)生高頻電波以全面性的防止鈣、鎂、硅、鐵蓄積形成水垢，及抑制微生物生長，如此本發(fā)明不但能提高熱交換效率、節(jié)省用電及自動化管理，且亦能避免腐蝕管路或污染環(huán)境。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的是提供一種水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其中利用高壓過濾器、高頻電波裝置及抑菌裝置，以過濾雜質、改變水垢的帶電性，并抑制微生物生長，使本發(fā)明具有防止形成水垢及提高熱交換效率的功效。
本發(fā)明的次要目的是提供一種水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其中利用一自動控制系統(tǒng)自動調控該泵、高壓過濾器、高頻電波裝置及抑菌裝置，使本發(fā)明具有自動化去除水垢的功效。
本發(fā)明的另一目的是提供一種水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其中選擇設置一耗能監(jiān)控系統(tǒng)，以監(jiān)控水循環(huán)系統(tǒng)的溫控裝置的耗能情況，使本發(fā)明具有監(jiān)控實際除垢效能的功效。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的根據(jù)本發(fā)明的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其包含下列步驟利用一泵抽出該水循環(huán)系統(tǒng)的部份水液；利用一高壓過濾器過濾水中雜質、水垢；利用一高頻電波裝置使水垢轉變成電中性的懸浮微粒；
利用一抑菌裝置注入抑菌劑以抑制藻類/微生物生長；藉由一自動控制系統(tǒng)調控上述各裝置的效能；及選擇使用一耗能監(jiān)控系統(tǒng)以監(jiān)控水循環(huán)系統(tǒng)的一溫控裝置的耗能情況。
該泵、高壓過濾器、高頻電波裝置、抑菌裝置及自動控制系統(tǒng)構成一除垢裝置，該除垢裝置是藉由二T型管連接該水循環(huán)系統(tǒng)的水管，而二該T型管間的水管設置一濾網(wǎng)。
該高壓過濾器的濾材系由粗砂、棉網(wǎng)及細砂組成，該濾材的過濾能力為20至5微米；及該高壓過濾器另設有一控制閥能產(chǎn)生200至300kPa的壓力，以達到300至400公升/min的過濾速度。
該高頻電波裝置是設有一線圈可產(chǎn)生高頻電波，以使不溶于水的水垢轉變成帶電中性的穩(wěn)定懸浮微粒，上述高頻電波的頻率介于1500至7500Hz，及其電流介于20至300mA。
當該高頻電波裝置對水液施予高頻電波同時，亦產(chǎn)生微量雙氧水以供殺菌。
該抑菌裝置使用不含溴、氯的抑菌劑，例如PP-100。
該自動控制系統(tǒng)量測水中的電導度，以得到水質硬度的一相對參考值，該自動控制系統(tǒng)依該相對參考值的大小而調控該泵、高壓過濾器、高頻電波裝置、抑菌裝置的效能；上述自動控制系統(tǒng)可量測的電導度范圍是介于0至2000s/cm。
該自動控制系統(tǒng)另設有一顯示器；及該自動控制系統(tǒng)另連接一電腦，以做遠端監(jiān)控/調整。
該除垢裝置的自動控制系統(tǒng)另連接一耗能監(jiān)控系統(tǒng)，以供監(jiān)控該水循環(huán)系統(tǒng)的一溫控裝置的耗能情況、電力諧波，如此該自動控制系統(tǒng)可另依該溫控裝置的耗能情況，而調控該泵、高壓過濾器、高頻電波裝置、抑菌裝置的效能。
利用一紫外線殺菌器置換、搭配該抑菌裝置使用，以抑制微生物生長。
由于采用上述方案，本發(fā)明具有以下積極效果本發(fā)明水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法是在一水循環(huán)系統(tǒng)中增設一除垢裝置，其利用一自動控制系統(tǒng)自動調控一泵、一高壓過濾器、一高頻電波裝置及一抑菌裝置以依序進行抽水、初步過濾、產(chǎn)生高頻電波以全面性的防止鈣、鎂、硅、鐵蓄積形成水垢，及抑制微生物生長。相較于習用化學除垢、離子交換或人工清洗的方法常具有腐蝕管路、污染環(huán)境、耗費人力、無法除去二氧化硅及鐵銹的水垢等缺點，本發(fā)明水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法確實具有能提高熱交換效率、節(jié)省用電、自動化管理及符合環(huán)保概念的功效。
本發(fā)明水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法是在不影響一水循環(huán)系統(tǒng)的正常運作下安裝一除垢裝置，而該除垢裝置利用一高頻電波裝置以防止該水循環(huán)系統(tǒng)的水液中形成新的水垢，并同時使該水循環(huán)系統(tǒng)長久蓄積于管壁的不溶于水的舊水垢剝落并重新轉變成帶電中性的穩(wěn)定懸浮微粒而穩(wěn)定的懸浮于水中，因而其確實亦可去除舊水垢。
本發(fā)明的高頻電波裝置不但能防止該水循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生新的水垢，且亦可使該水循環(huán)系統(tǒng)蓄積于管壁的舊水垢剝落并重新轉變成穩(wěn)定的懸浮微粒，因而其確實亦可去除舊水垢。另外，該高頻電波裝置對水液施予高頻電波時，亦會產(chǎn)生微量雙氧水等副產(chǎn)物，因而其同時具有部分殺菌作用。
再者，本發(fā)明的抑菌裝置、自動控制裝置及耗能監(jiān)視系統(tǒng)亦同時具有抑制微生菌生長、自動化去除水垢及監(jiān)控實際除垢效能的優(yōu)點。


圖1習用水循環(huán)系統(tǒng)的水垢厚度與熱交換效能損耗比率的統(tǒng)計圖；圖2本發(fā)明水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法的流程圖；圖3本發(fā)明使用水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法的除垢裝置的示意圖。
件號說明10 水循環(huán)系統(tǒng)11 集水器12 水管13 T型管 14 濾網(wǎng) 15 溫控裝置20 除垢裝置 21 泵22 高壓過濾器
221 控制閥 23 高頻電波裝置231 線圈24 抑菌裝置25 自動控制系統(tǒng)251 顯示器252 電腦26 耗能監(jiān)控系統(tǒng)具體實施方式
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下圖2揭示本發(fā)明水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法的流程圖；及圖3揭示本發(fā)明使用水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法的除垢裝置的示意圖。
請參照圖2及圖3所示，本發(fā)明是于一水循環(huán)系統(tǒng)10設置一除垢裝置20，其包含一泵21、一高壓過濾器22、一高頻電波裝置23、一抑菌裝置24、一自動控制系統(tǒng)25及一耗能監(jiān)控系統(tǒng)26，其除垢方法是包含下列步驟利用該泵21抽出該水循環(huán)系統(tǒng)10的部份水液；利用該高壓過濾器22過濾水中雜質、水垢；利用該高頻電波裝置23使水垢轉變成電中性的懸浮微粒；利用該抑菌裝置24注入抑菌劑以抑制藻類/微生物生長；藉由該自動控制系統(tǒng)25調控上述各裝置21、22、23、24的效能；并依需求選擇使用該耗能監(jiān)控系統(tǒng)26以監(jiān)控該水循環(huán)系統(tǒng)10的溫控裝置15的耗能情況。
請再參照圖2及圖3所示，本發(fā)明水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法第一步驟是利用一泵21抽出一水循環(huán)系統(tǒng)10的部份水液。本發(fā)明的除垢裝置20是選擇設置于一水循環(huán)系統(tǒng)10的適當位置，該水循環(huán)系統(tǒng)10較佳是為中央空調系統(tǒng)、冷凍柜、保溫裝置或鍋爐等熱交換系統(tǒng)。其通常包含一集水器11及數(shù)條水管12。該除垢裝置20較佳是藉由二T型管13連接該水管12，并利用一泵21將該水循環(huán)系統(tǒng)10的部份水液導出，如此該除垢裝置20的安裝及水垢處理不影響該水循環(huán)系統(tǒng)10的水液流動及系統(tǒng)運作效率。再者，二該T型管13間的水管12亦可依需求選擇設置一濾網(wǎng)14，以增加該水循環(huán)系統(tǒng)10過濾雜質或懸浮水垢的效果。
請再參照圖2及圖3所示，本發(fā)明的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法第二步驟系利用一高壓過濾器22過濾水中雜質、水垢。該高壓過濾器22的濾材系由粗砂、棉網(wǎng)及細砂組成，其過濾能力可達20至5微米[μm]，及其在過濾時較佳方案是利用一控制閥221產(chǎn)生200至300kPa的壓力，如此使該高壓過濾器22能以較快過濾速度[300至400公升/min]處理由該泵21導入的水液，以符合大型水循環(huán)系統(tǒng)10的水液流動速率需求。
請再參照圖2及圖3所示，本發(fā)明的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法第三步驟是利用一高頻電波裝置23使水垢轉變成電中性的懸浮微粒。水液中形成的水垢通常是包含鈣、鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽及磷酸鹽、二氧化硅〔黏土〕及鐵銹，其中所占比例最高者為碳酸鈣。對碳酸鈣而言，水垢是碳酸鈣的方解石狀晶體，其不溶于水且容易蓄積于管壁；但若能將碳酸鈣的水垢轉變成帶電中性的霰石[aragonite]狀晶體時，則該水垢將可脫離管壁，并形成霰石微粒而穩(wěn)定的懸浮于水中，是以本發(fā)明利用該高頻電波裝置23產(chǎn)生高頻電波以將碳酸鈣水垢的方解石狀晶體轉變成帶電中性的霰石微粒，同時亦將其他鎂、鐵、硅形成的水垢轉變成帶電中性的懸浮微粒。本發(fā)明的高頻電波裝置23系設有一線圈231，該線圈231以可依流速、水溫及水質硬度，而輸出1500至7500Hz及20至300mA的高頻電波，其用以處理流經(jīng)的水垢〔例如由管壁脫落的水垢碎片，或水液中剛形成的水垢顆粒〕，如此不溶于水的水垢經(jīng)高頻電波處理后將轉變成帶電中性的懸浮微粒而穩(wěn)定的懸浮于水中。
上述高頻電波裝置23不但能防止該水循環(huán)系統(tǒng)10產(chǎn)生新的水垢，且亦可使該水循環(huán)系統(tǒng)10蓄積于管壁的舊水垢剝落并重新轉變成穩(wěn)定的懸浮微粒，因而其確實亦可去除舊水垢。再者，該高頻電波裝置23產(chǎn)生的懸浮微?？呻S著水液流動，如此部份懸浮微?？稍谙乱淮窝h(huán)時被該高壓過濾器22及/或濾網(wǎng)14所濾除，未濾除的剩余懸浮微粒則繼續(xù)穩(wěn)定的懸浮于水中。另外，該高頻電波裝置2 3對水液施予高頻電波時，亦會產(chǎn)生微量雙氧水等副產(chǎn)物，因而其同時具有部分殺菌作用。該自動控制系統(tǒng)25能另外監(jiān)控該溫控裝置15的耗能情況，甚至進一步依該耗能情況加以調控各裝置21、22、23、24的效能。
請再參照圖2及圖3所示，本發(fā)明的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法第四步驟是利用一抑菌裝置24注入抑菌劑以抑制藻類/微生物生長。該抑菌裝置24是選擇利用機械式或電子式機構〔未繪示〕以將預定抑菌劑定時、定量的注入水中，該抑菌裝置24較佳系選用不含溴、氯的抑菌劑，例如PP-100[博倫國際有限公司代理]，該PP-100抑菌劑不但可抑制水中的藻類/微生物滋生，及避免硬水產(chǎn)生水垢，且由于其系由純植物性原料制成，因此具有極佳生物分解性，而不會對環(huán)境造成污染。再者，該抑菌裝置24亦可直接置換成一紫外線殺菌器〔未繪示〕，或選擇使該抑菌裝置24搭配該紫外線殺菌器以共同抑制微生物生長。
請再參照圖2及圖3所示，本發(fā)明的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法第五步驟是藉由一自動控制系統(tǒng)25調控上述各裝置21、22、23、24的效能。由于水液中的電導度是與水質硬度成正比，因而本發(fā)明利用該自動控制系統(tǒng)25量測水中的電導度[量測范圍為0至2000ps/cm]，以便獲得水質硬度的一相對參考值，如此即可依該相對參考值的大小而加以自動調控該泵21、高壓過濾器22、高頻電波裝置23及抑菌裝置24的流速、過濾速度、電波頻率及抑菌劑用量。再者，為了方便人員目視監(jiān)控或依需求改變設定值，該自動控制系統(tǒng)25可選擇設置一顯示器251，其較佳是一LCD液晶顯示器；及由于本發(fā)明的除垢裝置20通常設于屋頂?shù)热藛T不易到達的位置，因此該自動控制系統(tǒng)25亦可選擇連接一電腦252，以便人員直接利用該電腦252而作遠端監(jiān)控或依需求改變設定值。
請再參照圖2及圖3所示，本發(fā)明的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法第六步驟是依需求選擇使用一耗能監(jiān)控系統(tǒng)26以監(jiān)控該水循環(huán)系統(tǒng)10的一溫控裝置15的耗能情況。一般而言，該水循環(huán)系統(tǒng)10通常設有一溫控裝置15以便冷卻/加熱水液供進行熱交換作用〔冷卻、冷凍、保溫、加熱〕，該溫控裝置15通常包含數(shù)個冷卻/加熱裝置及一溫控主機〔未繪示〕，而該溫控主機的耗能情況是與該冷卻/加熱裝置的水管12蓄積的水垢厚度成正比。因此，本發(fā)明選擇設置一耗能監(jiān)控系統(tǒng)26，其具有電力諧波分析能力[諧波總量、畸變系數(shù)及諧波分量分析]，以供監(jiān)控該溫控裝置15的耗能情況，且可選擇藉由開放式RS--485數(shù)據(jù)通信、Modbs-RTU或DNP協(xié)議，以連接該自動控制系統(tǒng)25，如此該自動控制系統(tǒng)25能另外監(jiān)控該溫控裝置15的耗能情況，甚至進一步依該耗能情況加以調控各裝置21、22、23、24的效能。
如上所述，本發(fā)明水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法是在不影響一水循環(huán)系統(tǒng)10的正常運作下安裝一除垢裝置20，而該除垢裝置20利用一高頻電波裝置23以防止該水循環(huán)系統(tǒng)10的水液中形成新的水垢，并同時使該水循環(huán)系統(tǒng)10長久蓄積于管壁的舊水垢剝落并重新轉變成帶電中性的穩(wěn)定懸浮微?！踩琏笔⒘！常蚨浯_實亦可去除舊水垢。再者，本發(fā)明的抑菌裝置24、自動控制裝置25及耗能監(jiān)視系統(tǒng)26亦同時具有抑制微生菌生長、自動化去除水垢及監(jiān)控實際除垢效能的優(yōu)點。
請再參照圖3所示，本發(fā)明水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法是在一水循環(huán)系統(tǒng)10中增設一除垢裝置20，其利用一自動控制系統(tǒng)25自動調控一泵21、一高壓過濾器22、一高頻電波裝置23及一抑菌裝置24以依序進行抽水、初步過濾、產(chǎn)生高頻電波以全面性的防止鈣、鎂、硅、鐵蓄積形成水垢，及抑制微生物生長。相較于習用化學除垢、離子交換或人工清洗的方法常具有腐蝕管路、污染環(huán)境、耗費人力、無法除去二氧化硅及鐵銹的水垢等缺點，本發(fā)明水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法確實具有能提高熱交換效率、節(jié)省用電、自動化管理及符合環(huán)保概念的功效。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍當視其申請專利范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，包含下列步驟(1)利用一泵抽出該水循環(huán)系統(tǒng)的部份水液；(2)利用一高壓過濾器過濾水中雜質、水垢；(3)利用一高頻電波裝置使水垢轉變成電中性的懸浮微粒；(4)利用一抑菌裝置注入抑菌劑以抑制藻類/微生物生長；(5)藉由一自動控制系統(tǒng)調控上述各裝置的效能；(6)選擇使用一耗能監(jiān)控系統(tǒng)以監(jiān)控水循環(huán)系統(tǒng)的一溫控裝置的耗能情況。
2.由權利要求1所述的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其特征在于，該泵、高壓過濾器、高頻電波裝置、抑菌裝置及自動控制系統(tǒng)構成一除垢裝置，該除垢裝置是藉由二T型管連接該水循環(huán)系統(tǒng)的水管，而二該T型管間的水管設置一濾網(wǎng)。
3.由權利要求1所述的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其特征在于，該高壓過濾器的濾材系由粗砂、棉網(wǎng)及細砂組成，該濾材的過濾能力為20至5微米；及該高壓過濾器另設有一控制閥能產(chǎn)生200至300kPa的壓力，以達到300至400公升/min的過濾速度。
4.由權利要求1所述的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其特征在于，該高頻電波裝置是設有一線圈可產(chǎn)生高頻電波，以使不溶于水的水垢轉變成帶電中性的穩(wěn)定懸浮微粒，上述高頻電波的頻率介于1500至7500Hz，及其電流介于20至300mA。
5.由權利要求1或4所述的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其特征在于，當該高頻電波裝置對水液施予高頻電波同時，亦產(chǎn)生微量雙氧水以供殺菌。
6.由權利要求1所述的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其特征在于，該抑菌裝置使用不含溴、氯的抑菌劑，例如PP-100。
7.由權利要求1所述的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其特征在于，該自動控制系統(tǒng)量測水中的電導度，以得到水質硬度的一相對參考值，該自動控制系統(tǒng)依該相對參考值的大小而調控該泵、高壓過濾器、高頻電波裝置、抑菌裝置的效能；上述自動控制系統(tǒng)可量測的電導度范圍是介于0至2000s/cm。
8.由權利要求1或7所述的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其特征在于，該自動控制系統(tǒng)另設有一顯示器；及該自動控制系統(tǒng)另連接一電腦，以做遠端監(jiān)控/調整。
9.由權利要求1所述的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其特征在于，該除垢裝置的自動控制系統(tǒng)另連接一耗能監(jiān)控系統(tǒng)，以供監(jiān)控該水循環(huán)系統(tǒng)的一溫控裝置的耗能情況、電力諧波，如此該自動控制系統(tǒng)可另依該溫控裝置的耗能情況，而調控該泵、高壓過濾器、高頻電波裝置、抑菌裝置的效能。
10.由權利要求1所述的水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，其特征在于，利用一紫外線殺菌器置換、搭配該抑菌裝置使用，以抑制微生物生長。
全文摘要
一種水循環(huán)系統(tǒng)的預防結垢方法，包含下列步驟利用一泵抽出該水循環(huán)系統(tǒng)的部份水液；利用一高壓過濾器過濾水中雜質、水垢；利用一高頻電波裝置使水垢轉變成電中性的懸浮微粒；利用一抑菌裝置注入抑菌劑以抑制藻類/微生物生長；藉由一自動控制系統(tǒng)調控上述各裝置的效能；及選擇使用一耗能監(jiān)控系統(tǒng)以監(jiān)控水循環(huán)系統(tǒng)的一溫控裝置的耗能情況。應用本發(fā)明提供的技術，可防止產(chǎn)生水垢及抑制微生物生長，從而提高水循環(huán)系統(tǒng)的熱交換效率并節(jié)省用電。
文檔編號C02F1/48GK1502574SQ0214916
公開日2004年6月9日 申請日期2002年11月25日 優(yōu)先權日2002年11月25日
發(fā)明者樊珅溪, 樊 溪 申請人:樊珅溪, 樊 溪