BE1016930A3 - Water sterilization device powered by solar energy, includes bypass circuit for sterilizing heat exchanger - Google Patents

Water sterilization device powered by solar energy, includes bypass circuit for sterilizing heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
BE1016930A3
BE1016930A3 BE2004/0233A BE200400233A BE1016930A3 BE 1016930 A3 BE1016930 A3 BE 1016930A3 BE 2004/0233 A BE2004/0233 A BE 2004/0233A BE 200400233 A BE200400233 A BE 200400233A BE 1016930 A3 BE1016930 A3 BE 1016930A3
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
liquid
heat exchanger
circuit
heat
water
Prior art date
Application number
BE2004/0233A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Janssens Patrick
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Janssens Patrick filed Critical Janssens Patrick
Priority to BE2004/0233A priority Critical patent/BE1016930A3/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1016930A3 publication Critical patent/BE1016930A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/009Apparatus with independent power supply, e.g. solar cells, windpower or fuel cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02Temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00General aspects of water treatment
    • C02F2301/04Flow arrangements
    • C02F2301/043Treatment of partial or bypass streams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F24S10/45Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

A bypass valve (13) is provided for diverting the liquid to a circuit (A) used to sterilize the heat exchanger (5) normally used to cool the sterilized liquid. A device for sterilizing a liquid uses solar energy to heat the liquid to a suitable sterilization temperature without it boiling, the latter being achieved by heating the liquid under pressure and placing an overpressure valve (9) at the liquid outlet. The liquid circulates around a conduit in the center of a double-walled glass tube which is heated by solar energy. Liquid is introduced via a pump (3) which is driven by an electric motor (11) regulated via a temperature sensor (7, 14) which switches the pump off when the temperature of the liquid falls below the sterilization temperature. The pump is powered by a solar panel (12). The sterilized liquid is delivered to a thermally insulated vessel (8) located in the liquid circuit and then cooled using a heat exchanger which is heated according to a counter-flow principle, the heat transferred being used to sterilize untreated liquid. A bypass valve (13) is provided which when opened diverts the! flow of water to the heat exchanger to a circuit (A) behind the latter which is used to heat the heat exchanger to a sterilization temperature without heat being transferred to the untreated liquid.

Description

Aanpassing Verbeterde solaire watersterilisator 1 BeschrijvingAdjustment Improved solar water sterilizer 1 Description

Het betreft een apparaat voor steriliseren van vloeistoffen doormiddel van zonne-energie.It is a device for sterilizing liquids using solar energy.

Dit door de besmette vloeistof te verhitten boven de sterilisatie temperatuur gedurende een bepaalde tijd. Om te beletten dat de vloeistof gaat koken zal het systeem onder druk werken om dit koken tegen te gaan.This is done by heating the contaminated liquid above the sterilization temperature for a certain time. To prevent the liquid from boiling, the system will operate under pressure to prevent this boiling.

In dit apparaat wordt gebruikt gemaakt van zonne-energie om de besmette vloeistof te verhitten tot een geschikte sterilisatietemperatuur. De uitvinding maakt gebruik van dubbelwandige glazen buizen om de zonne-energie op te vangen. De warmte wordt geleid en gestraald naar het centrum van de dubbelwandige glazen buis. De vloeistof circuleert in een buis die zich in het centrum van de glazen buis bevind. Door deze buis laat men de te steriliseren vloeistof op een gepaste snelheid doorstromen, zodat de vloeistof op de sterilisatie temperatuur kan komen.This device uses solar energy to heat the contaminated fluid to a suitable sterilization temperature. The invention uses double-walled glass tubes to collect the solar energy. The heat is directed and blasted to the center of the double-walled glass tube. The liquid circulates in a tube that is in the center of the glass tube. The liquid to be sterilized is allowed to flow through this tube at an appropriate speed, so that the liquid can reach the sterilization temperature.

Door een overdruk klep aan de uitgang te plaatsen zal er een overdruk in het vloeistofcircuit kunnen bekomen worden, wat het koken van de vloeistof op die bepaalde temp en druk zal tegengaan. Het inbrengen van de vloeistof wordt gedaan via een pomp. Deze pomp wordt aangedreven via een elektromotor die gestuurd wordt door een temperatuur voeler die een elektrische kring sluit als de sterilisatie temperatuur bereikt is. Deze voeler zal de pomp terug uitschakelen indien de temperatuur daalt onder de sterilisatie temperatuur. De elektromotor wordt aangedreven door een foto-elektrisch paneel.By placing an overpressure valve at the outlet, an overpressure can be obtained in the liquid circuit, which will prevent the boiling of the liquid at that particular temperature and pressure. The introduction of the liquid is done via a pump. This pump is driven via an electric motor that is controlled by a temperature sensor that closes an electrical circuit when the sterilization temperature is reached. This sensor will switch the pump off again if the temperature falls below the sterilization temperature. The electric motor is driven by a photoelectric panel.

Om een voldoende lange sterilisatietijd van de vloeistof te bekomen stroomt de verhitte vloeistof op sterilisatie temperatuur door een thermisch geïsoleerd sterilisatievat dat zich in de kringloop na de thermisch geïsoleerde glazen zonnecollectorbuizen bevindt. Na de sterilisatie wordt het water afgekoeld in een tegenstroomwarmte wisselaar, die de warmte overbrengt van het gesteriliseerde water naar het besmette water dat nog dient te worden gesteriliseerd.In order to obtain a sufficiently long sterilization time of the liquid, the heated liquid flows at sterilization temperature through a thermally insulated sterilization vessel which is located in the circuit after the thermally insulated glass solar collector tubes. After sterilization, the water is cooled in a countercurrent heat exchanger, which transfers the heat from the sterilized water to the contaminated water that still needs to be sterilized.

De aanpassing en uitvinding is een aanpassing aan de vloeistof kringloop in de tegenstroom warmte wisselaar. Daar in de kringloop bij de uitgang van de warmte wisselaar de temperatuur van de vloeistof onder de sterilisatie temperatuur uit de overdruk klep komt, is er mogelijkheid van aangroei bacteriën op die plaats in de kringloop.The adaptation and invention is an adaptation to the liquid circuit in the counterflow heat exchanger. Since in the circuit at the outlet of the heat exchanger the temperature of the liquid comes out of the overpressure valve below the sterilization temperature, there is a possibility of bacteria growing at that location in the circuit.

De uitvinding zal zorgen dat heel de warmte wisselaar op sterilisatie temperatuur kan gebracht worden zodat heel de warmte wisselaar en de overdrukklep gesteriliseerd kan worden.The invention will ensure that the entire heat exchanger can be brought to sterilization temperature so that the entire heat exchanger and the pressure relief valve can be sterilized.

Met het inzicht de kenmerken volgens deze uitvinding beter aan te tonen, is hierna een voorbeeld zonder enige beperkend karakter een voorkeurdragende uitvoering beschreven, met verwijzing naar bijgaande tekening.With the insight to better demonstrate the features of the present invention, a preferred embodiment without limiting character is described below with reference to the accompanying drawing.

Figuur 1 : Een schematische tekening van de sterilisatie kringloopFigure 1: A schematic drawing of the sterilization cycle

In deze figuur wordt een schematisch overzicht gegeven van de verschillende elementen van deze uitvinding voor het steriliseren van besmet water met zonne-energie. Het te steriliseren water bevindt zich in het vat (1) waarin het water gedecanteerd wordt en voor gefilterd wordt. Indien deze uitvinding gebruikt wordt voor het steriliseren van onveilig kraanwater kan dit kraanwater rechtstreeks aangesloten worden. De ganse zonnecollector (6) waar zich de glazen buizen in bevinden dient in de zon te worden geplaatst. In het centrum van de vacuüm geïsoleerde glazen buizen bevinden zich metalen buizen waar het te steriliseren water doorstroomt. De zonnecollector wordt hellend opgesteld om beter naar de zon gericht te staan. Doordat het heetste water naar boven stijgt zal de hoogste temperatuur in de collector bovenaan bereikt worden (6-boven). Bij het opstarten van het sterilisatieproces werkt de pomp nog niet omdat de sensorschakelaars (7) en (14) open staan en er nog geen stroom naar de motor van de pomp kan vloeien. En bevoorrechte instelling voor de sterilisatie temperatuur is bijvoorbeeld dat de sensor schakelaar (7) sluit bij 140°C en weer opent bij 120°C en Sensor schakelaar (14) sluit bij 100°C en opent bij 80°C.Door het sluiten van de sensor schakelaars (7) en (14) wordt de motor(l 1) de van pomp (3) bekrachtigd omdat op dat ogenblik de zon schijnt op het foto-elektrisch zonnepaneel (12) dat dan de stroom levert aan de motor (11). Door de motor (11) wordt pomp (3) aangedreven die het water uit het vat (1) over een terugslagklep (2) aanzuigt en door de terugslagklep (4) in de kring pompt. De ganse waterkring wordt op druk gehouden door een overdrukklep (9) die aan het uiteinde van de stromingskring staat. Een bevoorrechte druk voor deze overdrukklep is 4 kg/cm2. Het is echter ook mogelijk het systeem te laten werken met iets lagere drukken, bijvoorbeeld 2 kg/cm2 of veel hogere drukken. Zodra de pompmotor (11) in werking werd gesteld door het sluiten van de temperatuur voeler schakelaars (7) en (14) begint de stroming van het water en wordt het reeds verhitte water in het sterilisatievat geduwd. Het debiet van de pomp (3) en de afmetingen van het sterilisatievat (8) zijn zo op elkaar afgestemd dat het water voldoende tijd in het sterilisatievat blijft. Het sterilisatievat (8) is zeer goed thermisch geïsoleerd zodat het water gedurende voldoende lange tijd op bijvoorbeeld 130°C blijft.This figure provides a schematic overview of the various elements of this invention for sterilizing contaminated water with solar energy. The water to be sterilized is located in the vessel (1) in which the water is decanted and pre-filtered. If this invention is used for sterilizing unsafe tap water, this tap water can be directly connected. The entire solar collector (6) containing the glass tubes must be placed in the sun. In the center of the vacuum-insulated glass tubes there are metal tubes through which the water to be sterilized flows. The solar collector is inclined to better face the sun. Because the hottest water rises upwards, the highest temperature in the collector at the top will be reached (6-up). At the start of the sterilization process, the pump does not yet work because the sensor switches (7) and (14) are open and no current can flow to the motor of the pump. A privileged setting for the sterilization temperature is, for example, that the sensor switch (7) closes at 140 ° C and opens again at 120 ° C and Sensor switch (14) closes at 100 ° C and opens at 80 ° C. By closing the sensor switches (7) and (14) the motor (11) of the pump (3) is powered because at that moment the sun is shining on the photoelectric solar panel (12) which then supplies the power to the motor (11) ). The motor (11) drives the pump (3), which draws the water from the tank (1) over a non-return valve (2) and pumps it into the circuit through the non-return valve (4). The entire water circuit is kept under pressure by a pressure relief valve (9) at the end of the flow circuit. A preferred pressure for this pressure relief valve is 4 kg / cm 2. However, it is also possible to operate the system with slightly lower pressures, for example 2 kg / cm 2 or much higher pressures. As soon as the pump motor (11) has been activated by closing the temperature sensor switches (7) and (14), the flow of the water starts and the already heated water is pushed into the sterilization vessel. The flow rate of the pump (3) and the dimensions of the sterilization vessel (8) are adjusted to each other in such a way that the water remains in the sterilization vessel for sufficient time. The sterilization vessel (8) is very well thermally insulated so that the water remains at 130 ° C for a sufficiently long time.

Het hete gesteriliseerde water stroomt vanuit het steriiisatievat (8) in de warmte wisselaar ( 5) waar het zijn warmte afgeeft aan het koude besmette water dat uit de pomp (3) komt. Door gebruik van de warmte wisselaar (5) wordt het koude water reeds zeer goed voorverwarmd zodat het in de zonnecollector (6) sneller de sterilisatietemperatuur kan bereiken. Door de overdrukklep (9) wordt het gekoelde steriele water uit de kring gelaten in een recipiënt (10) voor het steriele water.The hot sterilized water flows from the sterilization vessel (8) into the heat exchanger (5) where it releases its heat to the cold contaminated water that comes out of the pump (3). By using the heat exchanger (5) the cold water is already preheated very well so that it can reach the sterilization temperature faster in the solar collector (6). Through the pressure relief valve (9) the cooled sterile water is released from the circuit in a container (10) for the sterile water.

Zodra de zon niet krachtig genoeg meer is om het water in de collector (6) tot de sterilisatietemperatuur te brengen, zullen de temperatuur voelers (7) en (14) de stroomkring onderbreken zodat de pompmotor (11) stilvalt. Daardoor blijft de waterkring in en na het sterilisatievat (8) steeds gevuld met steriel water. De verbeterde solaire watersterilisator zal dus automatisch stilvallen zodra er bewolking optreedt of bij het vallen van de avond zonder dat er besmet water in de recipiënt (10) kan komen.As soon as the sun is no longer powerful enough to bring the water in the collector (6) to the sterilization temperature, the temperature sensors (7) and (14) will interrupt the circuit so that the pump motor (11) stops. As a result, the water circuit in and after the sterilization vessel (8) always remains filled with sterile water. The improved solar water sterilizer will therefore automatically stop as soon as there is cloudiness or when evening falls without contaminated water coming into the container (10).

De stagnatietemperatuur, die de maximale temperatuur zonder stroming is van het water, die in de collector met de glazen vacuüm buizen (6) kan bereikt worden bedraagt meer dan 200°C. De overdrukklep (9) zorgt ervoor dat de druk niet meer dan bijvoorbeeld 3 kg/cm2 kan bedragen. De overdrukklep (9) doet dus ook dienst als een veiligheidsklep tegen overdrukken van het water bij te hoge temperaturen.The stagnation temperature, which is the maximum temperature without flow of the water that can be achieved in the collector with the glass vacuum tubes (6), is more than 200 ° C. The pressure relief valve (9) ensures that the pressure cannot exceed, for example, 3 kg / cm 2. The pressure relief valve (9) therefore also serves as a safety valve against overpressure of the water at too high temperatures.

Om de aangroei van bacteriën te verhinderen in het koude gedeelte van het steriele water in de warmte wisselaar zal in deze uitvinding de klep (13) tussen terugslagklep (4 ) en warmtewisselaar (5) periodiek de waterkring B naar de warmte wisselaar (5) onderbreken en waterkring A openen.In order to prevent the growth of bacteria in the cold part of the sterile water in the heat exchanger, the valve (13) between non-return valve (4) and heat exchanger (5) will periodically interrupt the water circuit B to the heat exchanger (5). and open water circuit A.

Waterkring A zal het besmet water omleiden tot achter de warmtewisselaar. Hierdoor zal de warmte in de warmte wisselaar niet meer afgevoerd kunnen worden zodat heel de warmtewisselaar (5) op sterilisatie temperatuur komt.Water circuit A will divert the contaminated water behind the heat exchanger. As a result, the heat in the heat exchanger can no longer be dissipated, so that the entire heat exchanger (5) reaches sterilization temperature.

De hier beschreven uitvinding met aanpassing van de kringloop is hoofdzakelijk bestemd voor het steriliseren van besmet water maar kan eveneens gebruikt worden voor het steriliseren van anderen waterachtige vloeistoffen.The invention described here with adaptation of the cycle is mainly intended for sterilizing contaminated water, but can also be used for sterilizing other aqueous liquids.

Claims (1)

2 Conclusies Zie patent 2003 /02112 Conclusions See patent 2003/0211
Figure BE1016930A3C00051
Figure BE1016930A3C00051
Via klep (13) wordt de kringloop B onderbroken en Kringloop A geopend Hierdoor wordt belet dat de warmte wisselaar afgekoeld wordt. Zodat op geregelde tijdstippen de hele warmte wisselaar kan gesteriliseerd worden. De overdrukklep zou autonoom ook als regelaar kunnen werken indien pomp en of temperatuur voelers zouden wegvallen.The circuit B is interrupted via valve (13) and circuit A is opened. This prevents the heat exchanger from cooling down. So that the entire heat exchanger can be sterilized at regular intervals. The pressure relief valve could autonomously also act as a controller if the pump and / or temperature sensors were to be cut off.
BE2004/0233A 2004-05-11 2004-05-11 Water sterilization device powered by solar energy, includes bypass circuit for sterilizing heat exchanger BE1016930A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2004/0233A BE1016930A3 (en) 2004-05-11 2004-05-11 Water sterilization device powered by solar energy, includes bypass circuit for sterilizing heat exchanger

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2004/0233A BE1016930A3 (en) 2004-05-11 2004-05-11 Water sterilization device powered by solar energy, includes bypass circuit for sterilizing heat exchanger
BE200400233 2004-05-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1016930A3 true BE1016930A3 (en) 2007-10-02

Family

ID=37882307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2004/0233A BE1016930A3 (en) 2004-05-11 2004-05-11 Water sterilization device powered by solar energy, includes bypass circuit for sterilizing heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE1016930A3 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4153955A (en) * 1976-04-01 1979-05-15 Henry Hinterberger Solar energy converter
US4473063A (en) * 1982-08-20 1984-09-25 Mackensen Warren J Solar heater
EP0387390A1 (en) * 1989-02-23 1990-09-19 Jitsuo Inagaki Method and apparatus for purifying drinking water by solar light and heat
US5505917A (en) * 1994-10-04 1996-04-09 Collier, Jr.; Robert K. Solar heat exchanger and concentric feedback tube system for disinfecting water
BE1012570A6 (en) * 1999-03-25 2000-12-05 Dyck Frans Van Improved water sterilisation unit using solar energy and improved watersterilisation method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4153955A (en) * 1976-04-01 1979-05-15 Henry Hinterberger Solar energy converter
US4473063A (en) * 1982-08-20 1984-09-25 Mackensen Warren J Solar heater
EP0387390A1 (en) * 1989-02-23 1990-09-19 Jitsuo Inagaki Method and apparatus for purifying drinking water by solar light and heat
US5505917A (en) * 1994-10-04 1996-04-09 Collier, Jr.; Robert K. Solar heat exchanger and concentric feedback tube system for disinfecting water
BE1012570A6 (en) * 1999-03-25 2000-12-05 Dyck Frans Van Improved water sterilisation unit using solar energy and improved watersterilisation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3555954B2 (en) Aseptic transport of solution through connector and coupling unit
CN104323714A (en) Hot water disinfection type water drinking system
CN101691247B (en) Pathogenic microorganism waste liquor treatment system
BE1016930A3 (en) Water sterilization device powered by solar energy, includes bypass circuit for sterilizing heat exchanger
DK171666B1 (en) Systems for continuous sterilization of liquids such as milk and cream
DK173942B1 (en) Method and washing apparatus for cleaning articles, especially endoscopes
ES2533341T3 (en) Procedure for the operation of a pasteurization facility and pasteurization facility
CN105996765A (en) Direct drinking machine and sterilization method thereof
JP7190703B2 (en) Continuous sterilizer and continuous sterilization method
JP2006021793A (en) Drink server
CN101301176B (en) Biological safe type hand washer
BE1015456A4 (en) Improved solaire watersterilisator.
KR102409605B1 (en) sterilization kit for water treatment apparatus
CN201485298U (en) Sewage sterilizer
CN204473273U (en) A kind of superheated vapour disinfection system
CN214484256U (en) Sterilizing device of water dispenser
CN108812491A (en) A kind of fish jar
CN204120834U (en) Disinfection with hot water drinking-water system
KR101038273B1 (en) A device for all-in-one sterilization and drying
CN209819855U (en) Drinking hot water and disinfection all-in-one machine
CN221690036U (en) Instant sterilization system for beverage
CN209161534U (en) Active-poison sewage inactivates tank residual heat using device
CN111252827A (en) Waste heat utilization device of inactivation tank for live-poison wastewater
KR101012229B1 (en) Hot water cooling device of dringking water supplying apparetus
CN204473276U (en) A kind of superheated vapour disinfection system

Legal Events

Date Code Title Description
RE Patent lapsed

Effective date: 20080531