CN213930864U - 一种可提供生态医学无菌用水的冷热水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可提供生态医学无菌用水的冷热水机组，属于热水器技术领域。该机组包括杀菌系统、热水储水箱、冷水储水箱、热泵机组和预热单元；杀菌系统的出水口接热水储水箱的进水口；热水储水箱的出水口一路通往热水管路，另一路接冷水储水箱的进水口；冷水储水箱的输出口通往冷水管路，冷水储水箱和最低温水箱分别装有蒸发器和冷凝器；最低温水箱的进水口接自来水源，其出水口接下一级预热水箱的进水口，依此逐级串联，直至接至杀菌系统的进水口。本实用新型可提供复合生态医学理念的足量无菌冷、热水，从而切实满足医院、养老院等场所的特殊用水需求。

Description

一种可提供生态医学无菌用水的冷热水机组

技术领域

本实用新型涉及一种冷热水机组，尤其是一种可提供生态医学无菌用水的冷热水机组，属于热水器技术领域。

背景技术

目前，医院、护理中心、养老院等带有医疗性质机构的生活用水所参照的GB51039-2014《综合医院建筑设计规范》规范6.2.1规定：生活给水水质应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749的有关规定。

然而，随着水资源污染的加剧，供水过程中普遍存在二次污染，原本在自来水厂处理合格的水经过输水管道后各种微生物、细菌及病毒难免超标。由于这些超标病菌对医疗机构抵抗力弱或伤口外露的生病人员、术后病人以及养老院的老年人等会产生不良影响，因此其生活用水需要进行洁净除菌处理。

据申请人了解，目前采用的病菌控制供水设备主要为紫外线杀菌和加氯消毒。然而实践表明，紫外杀菌消毒不彻底，加氯杀菌难以控制引发附加毒性，而且这些现有设备均仅能提供冷水，无法直接提供舒适的生活热水，因此必须增设利用太阳能、热泵或电能加热的常规热水装置。

检索可知，申请号为201220167365.X、201420291864.9以及201721406152 .7的中国专利文件分别公开了与医院水处理供水设施相关的技术方案，然而这些现有技术有的通过过滤以及紫外照射灭菌，难以彻底杀菌；有的只能将水温加热至70-80℃，虽然具有一定的抑制军团菌、大肠杆菌的作用，但不能做到无菌；有的需要通过蒸馏软水杀菌，无法满足大量用水的需求；尤其是，这些现有技术均无法有效杀灭细菌芽孢，因此不能同时供应无菌的足量冷水和热水。申请号为WO2018071956A1、US2020056791A1的国外专利申请公开的有关技术方案也无法解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于:针对上述现有技术存在的问题，提出一种能有效杀灭包括细菌芽孢在内的各种微生物、并且节能环保的可以提供生态医学无菌用水的冷热水机组，从而满足医院、养老院等场所的用水需求。

众所周知，高温能使微生物蛋白质凝固变性,故用高温能杀灭微生物。然而，有些细菌（多为杆菌）在一定条件下，细胞质高度浓缩脱水可形成一种抗逆性很强的球形或椭圆形的休眠体——芽胞。由于芽胞在结构和化学成分上均有别于营养细胞，最主要的特点就是抵抗性强，除了对紫外线、干燥、电离辐射和很多有毒的化学物质都有抗性外，尤其是具极强的耐热性。试验研究表明，水温加热至70℃以上即可具有杀灭大部分细菌的作用，加热至100℃的沸腾水杀灭芽孢杆菌需约60分钟 。随着通过采取加压等措施使水温逐渐提高，杀灭时间将随之缩短。通常，水温升高达到115℃，杀灭时间缩短到20分钟；水温升高到121度℃，杀灭时间缩短到15分钟；而水温升高到130℃，杀灭时间缩短到1-2分钟。

以上述试验研究为根据，为了达到上述目的，本实用新型可提供生态医学无菌用水的冷热水机组的基本技术方案为：

包括杀菌系统、热水储水箱、冷水储水箱、热泵机组和由串联水箱组成的预热单元；所述预热单元分成中温预热组和低温预热组；

所述杀菌系统由UHT杀菌机或具有预定时长的巴氏杀菌热水器构成，所述杀菌系统的出水口按序经中温预热组各水箱对应的前置换热器高温流道后，接热水储水箱的进水口；

热水储水箱的出水口一路通往热水管路，另一路经低温预热组各水箱对应的前置换热器高温流道后，接冷水储水箱的进水口；

冷水储水箱的输出口通往冷水管路，所述冷水储水箱装有作为所述热泵机组蒸发器的制冷换热管路；所述低温预热组各水箱中的最低温水箱装有作为所述热泵机组冷凝器的制热换热管路；

所述最低温水箱的进水口接自来水源，其出水口经相应的前置换热器的低温流道接下一级预热水箱的进水口，依此逐级串联，直至接中温预热水箱中的最高温水箱的进水口，所述最高温水箱的出水口接至杀菌系统的进水口。

本实用新型进一步的完善是，所述热水储水箱的出水口通往热水管路后，通过循环管路返回。这样可以保持热水管路中始终充满热水，避免该管路中的水因滞流而冷却。

本实用新型更进一步的完善是，所述自来水源经后置换热器的低温流道接最低温水箱的进水口，所述热水储水箱出水口的另一路经低温预热组各水箱对应的前置换热器以及所述后置换热器的高温流道后，接冷水储水箱的进水口。因此，通过后置换热器可以利用自来水避免冷水储水箱内的水温过高。

本实用新型中的UHT杀菌机的热源优选医院等场所常备的蒸汽锅炉，这样实施起来可以因地制宜，十分便捷。本实用新型的机组为承压密闭系统，在加热的过程中，系统压力可达0.8MPa以上，因此系统沸点温度将达到165℃以上，UHT杀菌机的温度设定为132~142℃，水不会汽化。在很短时间内即可杀灭包括细菌芽孢在内的各种微生物，并保持该封闭系统长期无菌。

当本实用新型中的杀菌系统采用具有预定时长的巴氏杀菌热水器时，优选巴氏杀菌热水器由至少两个最高水温95℃的热水器串联组成，这样便于控制足够的时长杀灭各种微生物。

在此基础上，本实用新型还可以配置后置辅助杀菌设施——即在提供无菌水的热水管路和冷水管路上分别设置紫外线照射、高压脉冲电场、高压脉冲磁场、超声波或激光杀菌装置；还可以配置前置辅助杀菌设施——即在自来水供给管路上设置紫外线照射、高压脉冲电场、高压脉冲磁场、超声波或激光杀菌装置。这样，可以进一步强化杀菌效果。

本实用新型启用后，经130℃以上超高温杀菌或足够时长巴氏灭菌后输出的无菌水经中温预热换热器适当将温度降低（至约60℃）后输送至热水储水箱保温储存，再由热水储水箱输出经低温预热换热器进一步降低（至30℃以下）后输送至冷水储水箱保温储存；之后，热水储水箱和冷水储水箱分别输出无菌热水和冷水至各用水点，按需混合时输出所需温度的无菌水；具有一定压力的自来水将源源则不断由各级串联的低温预热水箱、中温预热水箱向杀菌系统供水。在此过程中，由于各级预热水箱的进水分别与前级温度较高水箱的出水进行热交换，因此可以充分利用热量；而当冷水储水箱的水温不够低时，可以启动热泵系统在适当降温的同时，将其余热用于提高进入最低温水箱的水温，从而尽可能地节能。由于本实用新型无需改变人们的现有用水习惯，并且十分节能环保，因此符合生态医学的理念。

由此可见，采用本实用新型后，只要适当进行调控，即可提供生态医学理念的足量无菌冷、热水，从而切实满足医院、养老院等场所的特殊用水需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的机组构成结构示意图。

图2是本实用新型实施例二的机组构成结构示意图。

图3是本实用新型实施例三的机组构成结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例可提供生态医学无菌用水的冷热水机组系统构成如图1所示， 主要由作为杀菌系统1的UHT（超高温）杀菌机（本实施例外购上海浩初机械设备有限公司的HC-3000）、热水储水箱2（自带电加热器）、冷水储水箱3、热泵（俗称空气源）机组4和预热单元5组成。预热单元5中有5A、5B、5C、5D四个自带电加热器的串联水箱，各水箱的预热温度分别为小于40℃、50℃、70℃、90℃，其中水箱5A作为低温预热组，5B、5C、5D三个一组作为中温预热组。

UHT杀菌机1的出水口1-1经分别对应中温预热组水箱5D、5C、5B的各前置换热器5d、5c、5b的高温流道后，经阈值为0.3MPa的加压阀F接热水储水箱2的进水口2-1。热水储水箱2的出水口2-2一路通往热水管路H，另一路经低温预热组水箱5A对应的前置换热器5a以及后置换热器5a’的高温流道后，接冷水储水箱3的进水口3-1。冷水储水箱3的输出口3-2通往冷水管路L。

冷水储水箱3的下部外壁盘绕装有作为热泵机组4蒸发器的制冷换热管路。低温预热组唯一的水箱5A即其最低温水箱，5A下部外壁盘绕装有作为热泵机组4冷凝器的制热换热管路。该最低温水箱5A的进水口经后置换热器5a’的低温流道接自来水源7，其出水口经相应的前置换热器5a的低温流道接下一级预热水箱5B的进水口，依此逐级串联，直至接中温预热水箱中的最高温水箱5D的进水口，该最高温水箱5D的出水口接至杀菌系统1的进水口1-2。

此外，热水储水箱2的出水口2-2通往热水管路后，通过热水管路最远端用水点处分支经串联有单向阀8、循环泵9的循环管路返回热水储水箱2中部的回水口2-3。图1中T表示温度传感器，P/T表示压力/温度安全阀。

本实施例运行后，可以在冷水储水箱和热水储水箱中分别储存20℃和65℃的无菌冷、热水，切实满足医院等单位的用水需求，十分节能环保。

实施例二

本实施例可提供生态医学无菌用水的冷热水机组系统构成如图2所示，基本组成与实施例一相同，不同的首先是杀菌系统1由两个最高水温可达95℃的串联热水器组成，这样可以使其中的热水具有足够的预定时长，从而具有巴氏杀菌的功效。其次，为了增强杀菌效果，在提供无菌水的热水管路H和冷水管路L上分别设置后置辅助杀菌设施11，后置辅助杀菌设施11可以酌情至少选择紫外线照射、高压脉冲电场、高压脉冲磁场、超声波或激光杀菌装置之一。另外，预热单元5中只有三个自带电加热器的串联水箱，各水箱的预热温度分别为小于40℃、50℃、70℃，其中最低温水箱作为低温预热组，另二个一组作为中温预热组。

实施例三

本实施例可提供生态医学无菌用水的冷热水机组系统构成如图3所示，基本组成与实施例二相同，不同的是为了增强杀菌效果，在在自来水供给管路上设置前置辅助杀菌设施12，前置辅助杀菌设施12可以酌情至少选择紫外线照射、高压脉冲电场、高压脉冲磁场、超声波或激光杀菌装置之一。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式。例如，根据具体情况，可以同时设置前置和后置辅助杀菌设施；再如，预热单元中低温预热组和中温预热组水箱数量可以按需增减；又如，各个水箱的加热/保温可以通过蒸汽等热源直接或间接加热；等等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案均落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种可提供生态医学无菌用水的冷热水机组，其特征在于：包括杀菌系统、热水储水箱、冷水储水箱、热泵机组和由串联水箱组成的预热单元；所述预热单元分成中温预热组和低温预热组；

所述杀菌系统由UHT杀菌机或具有预定时长的巴氏杀菌热水器构成，所述杀菌系统的出水口按序经中温预热组各水箱对应的前置换热器高温流道后，接热水储水箱的进水口；

热水储水箱的出水口一路通往热水管路，另一路经低温预热组各水箱对应的前置换热器高温流道后，接冷水储水箱的进水口；

冷水储水箱的输出口通往冷水管路，所述冷水储水箱装有作为所述热泵机组蒸发器的制冷换热管路；所述低温预热组各水箱中的最低温水箱装有作为所述热泵机组冷凝器的制热换热管路；

所述最低温水箱的进水口接自来水源，其出水口经相应的前置换热器的低温流道接下一级预热水箱的进水口，依此逐级串联，直至接中温预热水箱中的最高温水箱的进水口，所述最高温水箱的出水口接至杀菌系统的进水口；

所述自来水源经后置换热器的低温流道接最低温水箱的进水口，所述热水储水箱出水口的另一路经低温预热组各水箱对应的前置换热器以及所述后置换热器的高温流道后，接冷水储水箱的进水口。

2.根据权利要求1所述可提供生态医学无菌用水的冷热水机组，其特征在于：所述热水储水箱的出水口通往热水管路后通过循环管路返回。

3.根据权利要求2所述可提供生态医学无菌用水的冷热水机组，其特征在于：所述热水储水箱的出水口通往热水管路后，由热水管路最远端用水点处分支经串联有单向阀、循环泵的循环管路返回热水储水箱中部的回水口。

4.根据权利要求3所述可提供生态医学无菌用水的冷热水机组，其特征在于：所述热水储水箱以及预热单元中的各水箱分别自带电加热器。

5.根据权利要求1至4任一所述可提供生态医学无菌用水的冷热水机组，其特征在于：还配置有后置辅助杀菌设施，所述后置辅助杀菌设施为在提供无菌水的热水管路和冷水管路上分别设置的紫外线照射、高压脉冲电场、高压脉冲磁场、超声波或激光杀菌装置。

6.根据权利要求1至4任一所述可提供生态医学无菌用水的冷热水机组，其特征在于：还可以配置前置辅助杀菌设施，所述前置辅助杀菌设施为在自来水供给管路上设置紫外线照射、高压脉冲电场、高压脉冲磁场、超声波或激光杀菌装置。

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