CN209143852U - 交变电场水处理装置及热交换系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及交变电场水处理装置及热交换系统，属于水处理装置技术领域。本申请交变电场水处理装置包括：磁环，安装在管路的外周；线圈，绕设在磁环上，使磁环产生交变电场，对管路中的水进行处理；交变电发生装置，与线圈连接，用于向线圈提供交变电，使磁环产生交变电场；第一直流电源，与交变电发生装置连接，第一直流电源为可调直流电源，向交变电发生装置提供调整后的直流电，调整磁环产生的交变电场的振幅；控制器，与交变电发生装置连接，向交变电发生装置发送第一控制信号，第一控制信号用于调整磁环产生的交变电场的频率。本申请能通过调整交变电场对相应循环水系统管路中的水进行防结垢处理，有助于实现本申请适用不同的循环水系统。

Description

交变电场水处理装置及热交换系统

技术领域

本申请属于水处理装置技术领域，具体涉及交变电场水处理装置及热交换系统。

背景技术

在相关应用中，水是非常重要的热交换介质，在相当一部分热交换系统中，使用水进行换热。可以理解的是，由于水中含有各种盐类，比如，含Ca、Mg的重碳酸盐，使用水作为热交换介质的热交换系统中，容易形成水垢，因水垢的导热系数很小，约为普通钢材的2％-5％，热交换系统的受热面和传热面的结垢使得传热能力下降，造成燃料浪费，增加能耗的同时也增加了二氧化碳的排放。因而，结垢就成为困扰热交换系统正常运行的重要问题。

以锅炉作为热交换系统中的制热设备为例，结垢会造成锅炉管壁烧坏，影响安全运行，造成事故。设备内部形成的结垢质地坚硬，不易清除，且在设备换热时，金属的热量由于受到水垢的阻碍很难传递给炉水，造成受热面温度急剧上升，金属强度显著下降，从而导致设备受热变形，严重缩短设备的使用寿命。因此，需要定期对设备进行除垢，带来很多费用的同时也影响了生产。

相关技术中，循环水系统除垢方法有：化学除垢和物理除垢。其中，化学除垢是采用添加各种化学阻垢剂，存在的问题是，因补水量大或者药剂用量难以准确把握，多数循环水系统仍然存在结垢现象，影响换热效率，同时还会因添加药剂导致对水资源造成污染，排放不达标，并且添加药剂都需要专人进行维护和操作，增加了人工。

物理除垢能够较好地避免上述化学除垢方法所存在的问题，其中，一种物理除垢方法是，由磁环套在管路上，通过磁环上的线圈将交变电转换成交变磁场耦合在磁环上，进而在磁环的轴心方向上产生一个交变电场作用于水中，使水中形成带电金属离子，阻止进行结垢。采用该种方法的水处理装置，在应用时不用对管路形成破坏，因而逐渐被人们所认同。但在实际应用过程中，采用该种方法的水处理装置所产生的交变电场需要应用于各种不同类型的循环水系统。

因而，为了实现对不同循环水系统管路中的水进行有效防结垢处理，有必要对采用该种方法的水处理装置进行进一步改进。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供交变电场水处理装置及热交换系统，有助于适用不同的循环水系统，实现能对不同循环水系统管路中的水施加相应的交变电场进行防结垢处理。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，

本申请提供了一种交变电场水处理装置，包括：

磁环，用于安装在管路的外周；

线圈，绕设在所述磁环上，用于使所述磁环产生交变电场，以对所述管路中的水进行处理；

交变电发生装置，与所述线圈连接，用于向所述线圈提供交变电，以使所述磁环产生交变电场；

第一直流电源，与所述交变电发生装置连接，所述第一直流电源为可调直流电源，用于向所述交变电发生装置提供调整后的直流电，以调整所述磁环所产生的交变电场的振幅；以及

控制器，与所述交变电发生装置连接，用于向所述交变电发生装置发送第一控制信号，所述第一控制信号用于调整所述交变电发生装置所产生的交变电的频率，以相应调整所述磁环所产生的交变电场的频率。

进一步地，所述交变电场水处理装置还包括：

交变电场检测装置，用于对所述磁环所产生的交变电场进行检测，并显示检测结果。

进一步地，所述交变电场检测装置与所述控制器连接，所述交变电场检测装置用于将检测结果发送给所述控制器。

进一步地，所述第一直流电源与所述控制器连接，所述控制器还用于向所述第一直流电源发送第二控制信号，所述第二控制信号用于调整所述第一直流电源所输出的直流电。

进一步地，所述交变电场水处理装置还包括：

无线通信模块，与所述控制器连接，用于将所述交变电场水处理装置的数据发送给外部设备，或者，接收外部设备发送的数据。

进一步地，所述交变电场水处理装置还包括：

第二直流电源，与所述控制器连接，用于向所述控制器提供直流稳压电源。

进一步地，所述磁环采用铁氧体磁环。

进一步地，所述磁环为一体成型结构，或者为两个半圆磁环互相吸附形成。

第二方面，

本申请提供了一种热交换系统，包括：

制热设备；

管路，与所述制热设备连接，所述制热设备通过所述管路供出热交换用水；以及

如上述任一项所述的交变电场水处理装置，所述交变电场水处理装置的所述磁环安装在所述管路的外周。

进一步地，所述制热设备包括：锅炉。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请第一直流电源为可调直流电源，通过调整第一直流电源的输出，可以实现调整磁环所产生的交变电场的振幅，通过控制器可调整交变电发生装置产生交变电的频率，进而可以实现调整磁环所产生的交变电场的频率，在实际使用中，用户可以调整其中的一者或者同时调整两者，使得调整后的交变电场能对相应循环水系统管路中的水进行防结垢处理，进而有助于实现本申请适用不同的循环水系统。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；

图2为本申请另一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；

图3为本申请另一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；

图4为本申请另一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；

图5为本申请另一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；

图6为本申请另一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；

图7为本申请一个实施例提供的热交换系统的结构示意图；

图8为本申请一个实施例提供的交变电场水处理方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

图1为本申请一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；如图1所示，该交变电场水处理装置包括：

磁环11，用于安装在管路2的外周；

线圈12，绕设在所述磁环11上，用于使所述磁环11产生交变电场，以对所述管路2中的水进行处理；

交变电发生装置13，与所述线圈12连接，用于向所述线圈12提供交变电，以使所述磁环11产生交变电场；

第一直流电源14，与所述交变电发生装置13连接，所述第一直流电源14为可调直流电源，用于向所述交变电发生装置13提供调整后的直流电，以调整所述磁环11所产生的交变电场的振幅；以及

控制器15，与所述交变电发生装置13连接，用于向所述交变电发生装置13发送第一控制信号，所述第一控制信号用于调整所述交变电发生装置13所产生的交变电的频率，以相应调整所述磁环11所产生的交变电场的频率。

上述实施例方案中，交变电发生装置13的输入为直流电，交变电发生装置13将直流电进行周期性大小调整，产生交变电，交变电施加在线圈12上后，使线圈12相应地周期性地产生交变磁场，在交变磁场中的磁环11，其轴向方向相应地产生交变电场，磁环11安装在管路2的外周，管路2中的水处在交变电场中，水中形成带电金属离子，阻止产生结垢。

第一直流电源14为可调直流电源，在具体应用中，用户将其接入市电，将市电转换成用户需要的直流电输出，用户可根据循环水系统中的水循环的具体情况，调整第一直流电源14输出的直流电的大小，交变电发生装置13接收到经调整的直流电后，输出的交变电振幅相应地得到调整，线圈12产生交变磁场的振幅也相应地得到调整，进而使得磁环11所产生的交变电场的振幅也相应地得到调整。通过控制器15可调整交变电发生装置13产生交变电的频率，进而可以实现调整磁环11所产生的交变电场的频率，在具体应用中，用户可根据循环水系统中的水循环的具体情况，操作控制器15，调整输出的第一控制信号的大小，使得交变电发生装置13产生交变电的频率得到调整，比如，调整频率范围在120KHZ-180KHZ之间，线圈12可产生交变磁场的频率也相应地得到调整，进而使得磁环11所产生的交变电场的频率也相应地得到调整。

在实际使用中，用户可根据循环水系统中的水循环的具体情况，对交变电场的振幅和频率，可调整其中的一者或者同时调整两者，使得调整后的交变电场能对相应循环水系统管路2中的水进行防结垢处理，进而有助于实现本申请适用不同的循环水系统。

本申请中，未对交变电发生装置13、第一直流电源14、控制器15各部件自身进行改进，在具体应用中，上述各部件可采用相关技术中的产品应用。

图2为本申请一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；如图2所示，该交变电场水处理装置还包括：

交变电场检测装置16，用于对所述磁环11所产生的交变电场进行检测，并显示检测结果。

可以理解的是，交变电场检测装置16能够对磁环11所产生的交变电场进行检测，并显示相关检测结果，比如，显示交变电场的波形图，通过波形图能够得到交变电场的振幅和频率。在具体应用中，可以将交变电场检测装置16放置于磁环11产生交变电场的区域，比如，如图2示意的放置方式。通过检测结果，可以验证用于水处理的交变电场的实际情况与用户预期的是否相同，如果有偏差，用户可以根据检测结果，操作第一直流电源14和/或控制器15进行调整，使交变电场实际情况与用户预期需要的相一致，有助于保证对相应循环水系统管路2中的水进行防结垢处理的有效性。

图3为本申请一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；如图3所示，该交变电场水处理装置中：

所述交变电场检测装置16与所述控制器15连接，所述交变电场检测装置16用于将检测结果发送给所述控制器15。

通过上述实施例方案，所述交变电场检测装置16能将检测结果发送给控制器15，通过控制器15对检测结果进行处理，比如，控制器15对接收的数据进行存储处理；又比如，控制器15根据是否接收到检测结果，发出正常或异常工作的状态提示，在具体应用中，控制器15接收到检测结果，控制器15自身通过指示灯变绿提示产生交变电场，或者，控制器15未接收到检测结果，控制器15自身通过指示灯变红提示未产生交变电场。

本申请中，未对交变电场检测装置16自身进行改进，在具体应用中，交变电场检测装置16可采用相关技术中的产品应用。

第一直流电源14为可调直流电源，相关技术中，可以是用户手动操作进行调整直流电源输出，也可以是第一直流电源14根据外部设备信号控制，进行自动调整直流电输出。基于此，如图4所示，图4为本申请一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；该交变电场水处理装置中：

所述第一直流电源14与所述控制器15连接，所述控制器15还用于向所述第一直流电源14发送第二控制信号，所述第二控制信号用于调整所述第一直流电源14所输出的直流电。

在具体应用中，用户可根据循环水系统中的水循环的具体情况，操作控制器15，调整输出的第二控制信号的大小，实现调整第一直流电源14输出直流电的电压大小，交变电发生装置13接收到经调整的直流电后，输出的交变电振幅相应地得到调整，线圈12产生交变磁场的振幅也相应地得到调整，进而使得磁环11所产生的交变电场的振幅也相应地得到调整。

上述相关实施例方案给出的，用户操作第一直流电源14进行输出调整，或者，用户通过控制器15控制第一直流电源14进行输出调整，其是用于对本申请的举例说明，在实际应用中，用户可根据需要选择其中的一种调整方式。

图5为本申请一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；如图5所示，该交变电场水处理装置还包括：

无线通信模块17，与所述控制器15连接，用于将所述交变电场水处理装置的数据发送给外部设备，或者，接收外部设备发送的数据。

在具体应用中，交变电场水处理装置可以自身配置有交变电场检测装置16，交变电场水处理装置可以将自身配置的交变电场检测装置16所检测到的交变电场数据通过无线通信模块17发送给外部设备。交变电场水处理装置也可以没有配置交变电场检测装置16，用户通过外部的交变电场检测装置16对交变电场进行检测，然后将检测到的数据通过无线通信模块17发送给交变电场水处理装置。

在具体应用中，无线通信模块17可采用WiFi、Zigbee等。

图6为本申请一个实施例提供的交变电场水处理装置的结构示意图；如图6所示，该交变电场水处理装置还包括：

第二直流电源18，与所述控制器15连接，用于向所述控制器15提供直流稳压电源。

可以理解的是，通过第二直流电源18向控制器15提供稳压直流电源，可以保证控制器15的稳压控制运行，可以避免因电源不稳导致误发控制信号，引起异常改变交变电场的问题。

在实际应用中，所述磁环11可以由大磁通量的材料制成，比如，由铁氧体材料制成的铁氧体磁环。

在一个实施例中，所述磁环11为一体成型结构，或者为两个半圆磁环互相吸附形成。

在实际应用中，所述磁环11为一体成型结构时，其需要从管路2的一端穿过，套装在管路2上。所述磁环11为两个半圆磁环互相吸附形成的情况，将两个半圆磁环放置在管路2的两侧，使得两者吸附面相对，然后使得一个半圆磁环的N极与另一个半圆磁环的S极吸附在一起，同时一个半圆磁环的S极与另一个半圆磁环的N极吸附在一起，实现磁环安装在管路上。

此外，在具体应用中，对水体施加交变电场，还可以对水体起到杀菌灭藻的作用，进而可以解决管路水体中微生物滋生形成生物粘泥粘附在循环水系统中，影响换热效率的问题。

在具体应用中，本申请实施例方案可以长期运行，可以实现无人值守，节能环保的同时减少停工停产的时间，有助于实现长期受益。

图7为本申请一个实施例提供的热交换系统的结构示意图；如图7所示，该热交换系统包括：

制热设备3；

管路2，与所述制热设备3连接，所述制热设备3通过所述管路2供出热交换用水；以及

如上述任一项所述的交变电场水处理装置，所述交变电场水处理装置的所述磁环11安装在所述管路2的外周。

进一步地，所述制热设备3包括：锅炉。

关于上述实施例中的热交换系统，其中执行操作的具体方式已经在有关的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

上述交变电场水处理装置相关的实施例方案中，是通过用户人工操作形式进行说明。在交变电场水处理装置配置有检测装置时，比如，配置有交变电场检测装置16，和/或，在交变电场水处理装置配置有无线通信模块17时，交变电场水处理装置还可以实现自动进行控制处理，有助于对管路2中的水体防结垢和防污泥粘附处理进行优化。

图8为本申请一个实施例提供的交变电场水处理方法的流程示意图；如图8所示，该交变电场水处理方法包括：

步骤S801、在对管路中的水施加交变电场过程中，获取检测参数。

在具体应用中，通过交变电场水处理装置对循环水管路中的水体施加交变电场，以实现对水进行处理，对于通过交变电场水处理装置对循环水管路中的水体施加交变电场，在上述交变电场水处理装置的相关实施例中已进行相应说明，在此不做重复说明。

对于检测参数，通过相关检测装置检测获取。

在一个实施例中，所述检测参数包括：

所述交变电场的参数；和/或，

所述管路水体中的微生物含量参数。

可以理解的是，可通过交变电场检测装置检测对管路中水体施加的交变电场的参数，比如，获得交变电场的振幅和频率。可通过微生物检测装置检测管路水体中的微生物含量，微生物含量大时，容易发生微生物滋生形成生物粘泥粘附在循环水系统中，影响换热效率的问题。

在一个实施例中，所述获取检测参数，包括：

获取交变电场水处理装置自身配置的检测装置所检测到的检测参数；和/或，

获取外部检测设备发送的检测参数。

可以理解的是，检测参数的获取，可以是通过交变电场水处理装置自身配置的检测装置获取到，和/或，也可以是，通过外部的检测装置获取到，然后可通过无线通信模块传输给交变电场水处理装置。

步骤S802、根据所述检测参数对所述交变电场进行控制。

可以理解的是，根据所述检测参数对所述交变电场进行控制，可以包括保持交变电场为当前的交变电场，或者，对施加的交变电场进行改变，比如，改变交变电场的振幅和/或频率。

在一个实施例中，所述根据所述检测参数对所述交变电场进行控制，包括：

判断所述检测参数是否满足预设调控条件，并在满足时，根据所述检测参数对所述交变电场进行调控。

对于预设的调控条件，在具体应用中，比如，可以是检测到的交变电场的振幅和频率中的至少一者是否低于相对应的预设阈值，和/或，又比如，可以是检测到的管路水体中的微生物含量是否超过预设的阈值微生物含量。当满足调控条件时，根据所述检测参数对用于水处理的交变电场进行调控，比如，当交变电场的振幅和频率中的至少一者低于相对应的预设阈值时，相应调控交变电场的变化幅度；和/或，当检测到的管路2水体中的微生物含量超过预设的阈值微生物含量时，相应调控交变电场的变化幅度，以实现消灭管路水体中的微生物。

综上，通过上述相关实施例方案，实现交变电场水处理装置还可以自动进行控制处理，对管路中的水体防结垢和防污泥粘附处理进行优化，有助于进一步提升对管路中的水体防结垢和防污泥粘附的处理效果。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种交变电场水处理装置，其特征在于，包括：

磁环，用于安装在管路的外周；

线圈，绕设在所述磁环上，用于使所述磁环产生交变电场，以对所述管路中的水进行处理；

交变电发生装置，与所述线圈连接，用于向所述线圈提供交变电，以使所述磁环产生交变电场；

第一直流电源，与所述交变电发生装置连接，所述第一直流电源为可调直流电源，用于向所述交变电发生装置提供调整后的直流电，以调整所述磁环所产生的交变电场的振幅；以及

控制器，与所述交变电发生装置连接，用于向所述交变电发生装置发送第一控制信号，所述第一控制信号用于调整所述交变电发生装置所产生的交变电的频率，以相应调整所述磁环所产生的交变电场的频率。

2.根据权利要求1所述的交变电场水处理装置，其特征在于，所述交变电场水处理装置还包括：

交变电场检测装置，用于对所述磁环所产生的交变电场进行检测，并显示检测结果。

3.根据权利要求2所述的交变电场水处理装置，其特征在于，所述交变电场检测装置与所述控制器连接，所述交变电场检测装置用于将检测结果发送给所述控制器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的交变电场水处理装置，其特征在于，所述第一直流电源与所述控制器连接，所述控制器还用于向所述第一直流电源发送第二控制信号，所述第二控制信号用于调整所述第一直流电源所输出的直流电。

5.根据权利要求4所述的交变电场水处理装置，其特征在于，所述交变电场水处理装置还包括：

无线通信模块，与所述控制器连接，用于将所述交变电场水处理装置的数据发送给外部设备，或者，接收外部设备发送的数据。

6.根据权利要求1所述的交变电场水处理装置，其特征在于，所述交变电场水处理装置还包括：

第二直流电源，与所述控制器连接，用于向所述控制器提供直流稳压电源。

7.根据权利要求1所述的交变电场水处理装置，其特征在于，所述磁环采用铁氧体磁环。

8.根据权利要求1或7所述的交变电场水处理装置，其特征在于，所述磁环为一体成型结构，或者为两个半圆磁环互相吸附形成。

9.一种热交换系统，其特征在于，包括：

制热设备；

管路，与所述制热设备连接，所述制热设备通过所述管路供出热交换用水；以及

如权利要求1-8任一项所述的交变电场水处理装置，所述交变电场水处理装置的所述磁环安装在所述管路的外周。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述制热设备包括：锅炉。