SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA CON CALENTADOR DE AGUA CON
PROTECCIÓN CATÓDICA Y MÉTODO Campo de la Invención La presente invención se relaciona con i calentamiento de agua y tratamiento de agua para remover impurezas. Más particularmente, esta invención se relaciona con calentamiento de agua en premisa y tratamiento de agua en un surtidor de bebida de mezclado posterior. Antecedentes de la Invención Los calentadores de agua se usan cada día en muchas aplicaciones. Un uso de calentadores de agua es un sistemas de tratamiento de agua en donde impurezas que contienen agua, tales como dureza de bicarbonato excesiva, se trata térmicamente y se filtra. El calentamiento del agua ocasiona que impurezas tales como bicarbonatos se precipiten como sólidos que se pueden remover mediante filtración. Sin embargo, mientras que el calentador está calentando el agua, el carbonato de calcio se precipita y deposita sobre los elementos de calentamiento metálicos del calentador de agua y forma una capa aislante que disminuye rápidamente la conductividad térmica y eficiencia del elemento de calentamiento. Los depósitos de carbonato de calcio sobre los elementos de calentamiento metálicos se forman cuando se desarrollo aun pH elevado de aproximadamente 8.5 cerca de la superficie metálica del elemento de calentamiento. , A este pH elevado, los iones de calcio y iones de carbonato se precipitan para formar aragonita o calcita sólida sobre la superficie de elemento de calentamiento metálica. ? Se han utilizado soluciones químicas para superar el problema de depósitos de carbonato de calcio sobre elementos de calentamiento del calentador de' agua. Por ejemplo, las soluciones químicas pueden disminuir la dureza de agua disminuyendo la concentración de ión de calcio de la concentración de ión de carbonato en el agua. Un uso de sistemas de tratamiento de agua está en la preparación de bebida en instalación (generalmente denominado como equipo de mezclado posterior) . En ubicaciones en donde el suministro de agua local es una importancia de salud, el tratamiento de agua en instalación es una necesidad. Sistemas de tratamiento de agua seguros y económicos para producción de bebida en instalación son deseables, pero el uso de soluciones químicas para dirigir el problema en producción de bebida es un interés. Por lo tanto, existe la necesidad de reducir depósitos de carbonato i de calcio en elementos de calentamiento de agua sin el uso de soluciones químicas, particularmente en producción de bebida en instalación. Compendio de la Invención Esta invención llena la necesidad arriba descrita proporcionando un calentador de agua que comprende un alojamiento, cuando menos una porción del cual es metálica, y un elemento de calentamiento metálico dispuesto en el alojamiento, la porción metálica del alojamiento y el elemento de calentamiento metálico estando conectados eléctricamente de manera que la porción metálica del' alojamiento funcione como un cátodo y el elemento de calentamiento metálico funcione como un ánodo. Más particularmente, el alojamiento define una cámara de calentamiento de agua y tiene una entrada de agua para recibir agua y una salida de agua para descargar agua. El elemento de calentamiento metálico está dispuesto en el alojamiento para calentar el agua. Durante la operación, la porción metálica' del alojamiento es catódica y el elemento de calentamiento metálico es anódico y corriente fluye del elemento de alojamiento metálico, a través del agua, a la porción metálica del alojamiento. La corriente qué entra a la estructura de metal del elemento de calentamiento reduce su potencial superficial y lleva el metal hacia una región de inmunidad termodinámica. ' Ocurre un intercambio electroquímico entre la porción metálica catódica del alojamiento y el elemento de calentamiento metálico anódico y produce iones de H+, cerca de la superficie del elemento de calentamiento metálico anódico y iones de OH" cerca de la superficie de la porción metálica catódica del alojamiento. Por lo tanto, se desarrolla un pH bajo cerca de la superficie del elemento de calentamiento metálico anódico y se desarrolla un pH elevado cerca de la superficie de la porción metálica catódica del alojamiento. Debido a que el carbonato de calcio se precipita solamente a un pH elevado, el carbonato de calcio en el agua no se precipita hacia el elemento de calentamiento metálico anódico, sino más bien se precipita sobre la porción metálica catódica del alojamiento. Además, aún cuando el elemento de calentamiento metálico se corroe en la reacción electrolítica, el elemento de calentamiento metálifco se puede hacer de un metal que tiene un régimen bajo de consumo electroquímico. Adicionalmente , la porción metálica del alojamiento no se corroe y se puede hacer de un metal menos costoso que de otra manera se corroería. Debido a que los precipitados sólidos no se forman sobre el elemento de calentamiento metálico del calentador de agua de esta invención, el elemento de calentamiento metálico mantiene su conductividad térmica y eficiencia y el calentador, de agua es más eficiente, seguro y económico. Esta invención también abarca un sistema de tratamiento de agua que comprende el calentador de agua arriba descrito y un colector dispuesto en el alojamiento para recoger precipitados sólidos depositados del agua en una cámara de tratamiento de agua definida por el alojamiento de calentador de agua. De . conformidad con una modalidad, la porción metálica del alojamiento y · el elemento de calentamiento metálico están conectados eléctricamente con un rectificador o una fuente de voltaje ce corriente directa que fuerza la porción metálica del alojamiento a funcionar como un cátodo y el elemento de calentamiento metálico para funcionar como un ánodo. En esta modalidad, la porción metálica del alojamiento y el elemento de calentamiento metálico' se aislan de contacto eléctrico directo entre si. La conexión eléctrica es a través del rectificador o fuente de voltaje de corriente directa. Alternativamente, la porción metálica del alojamiento y un elemento de calentamiento metálico se puede hacer de metales que tienen diferentes potenciales superficiales de manera que la porción metálica del alojamiento y el elemento de calentamiento metálico, junto con el agua en la cámara de tratamiento de agua, 1 funcionan como una celda electroquímica. La porción metálica del alojamiento puede ser una parte del cuerpo de recipiente del alojamiento o puede ser un electrodo metálico que se extiende desde el cuerpo de recipiente hacia la cámara de tratamiento de agua. La porción metálica del alojamiento, que funciona , como un cátodo, está en contacto directo con agua en la cámara de tratamiento de agua. Adicionalmente , el alojamiento , uede comprender un primer recipiente que define la cámara de tratamiento de agua y un segundo recipiente que comprende el elemento de calentamiento metálico, el elemento de calentamiento metálico siendo un tubo de intercambiador térmico. En una modalidad, el primer recipiente incluye un primer elemento de calentamiento y el segundo recipiente incluye un segundo elemento de calentamiento, que es un tubo intercambiador térmico. Ambos, el primero y segundo elementos de calentamiento se pueden disponer con protección catódica . Además, esta invención abarca un mptodo para calentar agua que comprende alimentar agua hacia una cámara de calentamiento de agua definida por un alojamiento a través de una entrada de agua en el alojamiento, calentar el agua alimentada hacia la cámara de calentamiento de agua con un elemento de calentamiento metálico, y hacer fluir corriente del elemento de calentamiento metálico, a través del agua, a la porción metálica del alojamiento, en donde cuando menos una porción del alojamiento es metálica y la porción metálica del alojamiento y el elemento metálico están eléctricamente conectados de manera que la porción metálica del alojamiento es catódica y el elemento de calentamiento .metálico es anódico. Además, esta invención abarca un método para tratar agua que comprende alimentar agua no tratada hacia una cámara de tratamiento de agua definida por un alojamiento a través' de una entrada de agua en el alojamiento, calentar el I agua no tratada alimentada hacia la cámara de tratamiento de agua con un elemento de calentamiento metálico para convertir impurezas disueltas en el agua no tratada en, precipitados sólidos, recoger los precipitados sólidos depositados del agua hacia un colector dispuesto en el alojamiento y hacer fluir corriente desde el elemento de calentamiento1 metálico, a través del agua, a la porción metálica del alojamiento, en donde cuando menos una porción del alojamiento es metálica y la porción metálica del alojamiento y el e'lemento de calentamiento metálico están conectados eléctricamente de modo que la porción metálica del alojamiento es catódica y el elemento de calentamiento metálico es anódico. ¡ El alcance adicional de aplicación de la presente invención se hará evidente a partir de la descripción detallada proporcionada a continuación. Sin embargo, se debe entender que la descripción detallada y ejemplos específicos, mientras que se indican modalidades preferidas de la invención, se proporcionan por vía de ilustración solamente, puesto que varios cambios y modificaciones dentro de la alcance de la invención se harán evidentes a aquellos expertos en el ramo a partir de esta descripción detallada. Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de tratamiento de agua hecho de conformidad con una modalidad de esta invención. i La Figura 2 es una ilustración esquemática parcial de un sistema de tratamiento de agua hecho de conformidad con una modalidad alternativa de esta invención. Descripción Detallada de . las Modalidades Preferidas Como se resume arriba, esta invención abarca un calentador de agua y método para calentar agua en donde un elemento de calentamiento está protegido de precipitación de sólidos. Sin precipitación de sólidos, tales como carbonato de calcio, sobre la superficie del elemento de calentamiento, el elemento de calentamiento transfiere calor eficiente y efectivamente. Los precipitados sólidos, · tales como ¦ i depósitos de carbonato de calcio, de otra manera reducirían drásticamente la conductividad térmica y la eficiencia del elemento de calentamiento. Esta invención también abarca sistemas de tratamiento de agua y métodos que incluyen el calentador de agua de esta invención. Los precipitados ! sólidos son un problema particular en sistemas de tratamiento de agua diseñados para remover dichas impurezas. Los sistemas de tratamiento de agua hechos de conformidad con las modalidades de esta invención se describen abajo. '¦ Haciendo referencia con detalle a los dibujos en los que los mismos números de referencia ilustran componentes semejantes a través de las vistas, la .Figura 1 muestra un sistema 1 de tratamiento de agua hecho de conform dad con una modalidad de esta invención. Generalmente, el sistema 10 de tratamiento de agua comprende un envolvente 12, un cartucho
14 de tratamiento de agua desechable y reemplazable, un cartucho 16 de intercambio de calor, un interenfriador 18, un condensador 20, y un depósito 21 de agua tratada. El cartucho 14 de tratamiento de agua y el cartucho 16 de intercambiador térmico forman un alojamiento de sistema a través del cual fluye el agua para tratamiento para remover I impurezas. El envolvente 12 es deseablemente de construcción fuerte tal como acero inoxidable, plástico, ma,dera u otros tipos de metal, y tiene una abertura de acceso que' se puede sellar mediante una puerta (no mostrada) . Las ventilaciones en el envolvente permiten el flujo de aire de enfriamiento a través del envolvente. El cartucho 14 de tratamiento de agua mostrado en i la Figura 1 comprende un alojamiento 22 de tratamiento de agua gue incluye un cuerpo 24 de recipiente. El cuerpo 24 de recipiente comprende un cilindro de metal o bote 26 que se fija a una cabeza 28 circular fijada a un panel 30 de montaje en el envolvente 112. El alojamiento 22 de tratamiento de agua define una cámara 32 de tratamiento de agua. Una entrada 34 de agua no tratada se extiende a través de la cabeza 28 del alojamiento 22 de tratamiento de agua y hacia i la cámara 32 de tratamiento de agua. La entrada 34 de agua no tratada descarga agua no tratada hacia el extremo inferior del alojamiento 22 de tratamiento de agua. Una' salida 36 de agua tratada se extiende desde dentro de la cámara 32 de tratamiento de agua a través de la cabeza 28 del alojamiento
22 de cartucho. Un elemento 38 de calentamiento eléctrico metálico, sumergible en agua, se dispone en el alojamiento 22 de cartucho a través del cilindro 26 metálico. El elemento 38 de calentamiento está dispuesto en el alojamiento 22 de tratamiento de agua para contacto directo con, agua en el alojamiento y es desechable junto con el resto del cartucho
14 de tratamiento de agua. El elemento 38 de calentamiento es operable para calentar agua en la cámara 32 de tratamiento de agua del cartucho 14 suficientemente para convertir impurezas disueltas en el agua no tratada en precipitados i sólidos y gases. Un colector 60 que comprende una malla de acero o plástico' se dispone en el alojamiento 22 de tratamiento de agua entre el elemento 38 de calentamiento y la cabeza 28. El colector 60 recoge cuando menos una porción de los precipitados sólidos depositados del agua durante el tratamiento del agua. Un filtro 62 de pulido se dispone en el alojamiento 22 de tratamiento · de agua sobre el colector 60 y recoge la porción relativamente fina de los precipitados !
depositados desde el agua durante el tratamiento. El filtro 62 de pulido puede comprender una variedad dé materiales, pero de preferencia comprende lana de poliéster. Una válvula 64 de salida de gas en la cabeza 28 del I alojamiento 22 de tratamiento de agua descarga periódicamente gases del espacio 66 de cabeza del cartucho 14 a través de una salida 68 de gas. Estos gases incluyen vapor, dióxido de carbono, y otras impurezas liberadas del agua durante el tratamiento . Los sensores 70 de nivel de agua dispuestos en el alojamiento 22 de cartucho de tratamiento de agua arriba del filtro 62 de pulido indican el nivel de agua en el cartucho 14 de tratamiento de agua. Un dispositivo 72 medidor de temperatura, tal como un termopar, dispuesto en la cámara 32 de tratamiento de agua del alojamiento 22 de tratamiento de agua mide la temperatura del agua en la cámara de tratamiento de agua. Alternativamente, el dispositivo 72 de medición de temperatura se puede fijar al exterior del alojamiento de tratamiento de agua. Un detector de vapor (no mos rado), tal como un interruptor térmico, dispuesto en la salida 68 de gas detecta la generación de vapor por el cartucho 14 de tratamiento de agua. El cartucho 16 de intercambio térmico está dispuesto en el envolvente 12 de tratamiento 'de agua y comprende un alojamiento 80 de intercambio térmico que incluye un cilindro de metal o bote 82 y una cabeza 84. El cilindro 82 se fija separablemente a. la cabeza, 84. El cartucho 16 de intercambio térmico también incluye un tubo 86 helicoidal para recibir agua tratada del cartucho 14 de tratamiento de agua. El tubo 86 helicoidal se extiende entre una entrada 88 de agua tratada que se extiende a través de la cabeza 84 del alojamiento 80 de intercambio término y una salida 90 de agua tratada, que se extiende a través de la cabeza 84 del alojamiento de intercambio térmico dentro de una entrada 92 de agua no tratada. El agua no tratada entra al alojamiento 80 de cartucho de intercambio térmico a través de la entrada 88 de agua no tratada en la cabeza 84. La entrada 92 de agua no tratada descarga el agua no tratada cerca del fondo del alojamiento 80 de cartucho de intercambio térmico. Una salida 94 de agua no tratada también se I extiende a través de la cabeza 84 del alojamiento 80 de cartucho de intercambio térmico y se conecta con la entrada 92 de agua no tratada del cartucho 14 de tratamiento de agua. Un contacto 95 eléctrico se extiende a través del cilindro 82 metálico del alojamiento 80 de intercambio térmico a través del empaque 96 aislado para conectar el tubo 86 de calentamiento helicoidal a una fuente 97 de energía eléctrica de corriente directa. La fuente 97 de voltaje de I corriente directa tiene una terminal 98 positiva y una terminal 99 negativa. La terminal 98 positiva se conecta al tubo 86 de calentamiento helicoidal a través de un alambre 100 y la terminal 99 negativa se conecta al cilindro 82 de metal del alojamiento 80 de cartucho a través de otro alambre
101. El cilindro 82 de metal del alojamiento 80 de intercambio térmico y el tubo 86 de calentamiento helicoidal de esta manera están conectados eléctricamente a través de la fuente 97 de voltaje de corriente directa, de modo que el cilindro metálico del alojamiento de intercambio térmico es catódico y el tubo de calentamiento helicoidalt es anódico. De otra manera, el cilindro 82 de metal y el tubo 86 de calentamiento helicoidal estén aislados eléctricamente uno del otro tal como con el empaque 96 aislado. Como se explicará abajo con mayor detalle durante la descripción de la operación del sistema 10 de tratamiento de agua, la corriente eléctrica fluye desde el tubo 86 de calentamiento helicoidal a través del agua algo electrolítica en el alojamiento 80 de intercambio térmico, al cilindro 82 metálico del alojamiento de intercambio térmico. Este flujo de corriente, como se aplicará más abajo, proporciona protección catódica para el tubo 86 de calentamiento helicoidal del cartucho 16 de intercambiador térmico. Deseablemente, el metal del tubo 86 de calentamiento helicoidal se corroe lentamente 1 de manera electroquímica. Los materiales apropiados para hacer el tubo de calentamiento helicoidal incluyen todos los materiales que son funcionales como un ánodo en protección | catódica. Cuando se utiliza un suministro de energía externo, los metales apropiados para hacer el tubo 86 de calentamiento helicoidal incluyen materiales "nobles" que no se corroen mucho bajo polarización anódica. Se pueden clasificar en tres categorías dependiendo de sus regímenes de1 corrosión. Los materiales particularmente deseables incluyen acero al carbono, hierro fundido con silicio, hierro de cromo fundido con silicio, grafito, o carbono. Estos materiales se corroen con una velocidad de kg/A al año. Desde luego, aleaciones de estos materiales también son apropiadas. El carbono es un buen candidato aún cuando su régimen de corrosión es elevado debido a que el producto preferible de reacciones electroquímicas es CO? que produce un pH muy bajo en la superficie de ánodo (no ocurrirán precipitaciones de calcio a densidades bajas de corriente). Materiales aún más deseables incluyen magnetita, ferrita y sus aleaciones. Se corroen con una velocidad del orden de g/A año. Todavía más deseablemente, los materiales apropiados incluyen substrato de titanio o niobio con una capa de platino o el material conocido como Óxidos de Metal de Mezcla (MMO) . Todos estos materiales se pueden cargar en forma de polvo en una matriz polimérica. Por ejemplo, el polímero conductor extrínseco se podría moldear sobre una bobina de acero inoxidable existente.
Cualquier metal es apropiado para hacer el cilindro 82 de metal del alojamiento 80 de intercambiador térmico. Debido a que el cilindro 82 de metal del alojamiento 80 de intercambio térmico funciona como un cátodo en esta disposición electroquímica, el cilindro de metal no se corroe y se puede hacer de metales económicos que de otra manera se corroerían. El interenfriador 18 se dispone en el envolvente 12 e incluye un tubo 100 helicoidal conectado a la salida 36 de agua tratada del cartucho 14 de tratamiento de agua. Un ventilador 104 dispuesto en el envolvente 12 fuerza flujo de aire a través de ventilaciones en el envolvente. I El condensador 20 también se dispone en el envolvente 12 y comprende tubería 110 que se extiende desde la salida 68 de gas en el cartucho 14 de tratamiento de agua a una salida 112 en el envolvente 12. El agua, no tratada cruda se introduce al sistema 10 de tratamiento de agua a través de un conducto 114 de agua que conduce a la entrada 92 de agua no tratada del cartucho
16 de intercambio térmico. El agua tratada enfriada del l cartucho 16 de intercambio térmico se descarga al depósito 21 a través de un conducto 116 de salida. Para empezar la operación del sistema 10 de tratamiento de agua, el agua no tratada cruda ' entra al sistema de tratamiento de agua través del conducto 114 de agua y descarga a través de la entrada 92 de agua 'no tratada del cartucho 16 de intercambio térmico hacia el alojamiento
80 del cartucho de intercambio térmico próximo al fondo del i alojamiento de cartucho de' intercambio térmico. El cartucho 16 de intercambio térmico calienta el agua no tratada de una temperatura de alrededor de 25°C a aproximadamente 80°C. El cartucho 116 de intercambio térmico descarga el agua no tratada calentada a través de la salida 94 de agua no tratada que conecta la entrada 34 de agua no tratada del cartucho 14 de tratamiento de agua. La entrada 34 de agua no tratada del cartucho 14 de tratamiento dé agua introduce el agua no tratada calentada hacia el alojamiento 22 de cartucho de tratamiento de agua debajo del colector 60 de malla de acero en el alojamiento de cartucho de tratamiento de agua. El elemento 38 de calentamiento en la cámara 32 de tratamiento de agua calienta el agua no tratada a una temperatura de aproximadamente 115°C. El agua fluye lentamente hacia arriba a la parte superior del cartucho 14 de tratamiento de agua a través del colector 60 y el filtro 62 de pulido. El i tiempo de residencia mínimo de agua en el cartucho 14 de tratamiento de agua es aproximadamente seis minutos. Calentar el agua ocasiona que precipitados tales como carbonatos y metales pesados se depositen sobre las superficies calentadas del cartucho de tratamiento de agua. Las partículas más gruesas, más pesadas tienden a sedimentarse ' en el fondo del alojamiento 22 de tratamiento de agua y las partículas más finas se recogen sobre el colector 60 y el filtro 62 de pulido. Además, a medida que el agua en el cartucho 14 de tratamiento de agua se calienta, los gases atrapados se liberan del agua hacia el espacio 66 superior del .cartucho y se forma vapor en el espacio superior del cartucho. Cuando la temperatura del agua en el cartucho 14 de tratamiento de agua alcanza 115°C, una válvula en la salida de gas se abre y libera vapor y otros gases al condensador 20. Los gases en el condensador 20, tal como vapor, se enfrían en el condensador mediante el flujo de aire forzado en el envolvente 12 creado por el ventilador 182. Los condensados se descargan hacia una bandeja de escurrimiento (no mostrada) o directamente al drenaje. ? La salida 36 de agua tratada descarga agua tratada del alojamiento 22 de cartucho de tratamiento dé agua al interenfriador 18. El aire forzado producido por el ventilador 104 en el envolvente 12 enfría, el agua tratada en el interenfriador 18 desde una temperatura de alrededor de 115°C a aproximadamente 80°C. El interenfriador 18 descarga el agua tratada hacia el tubo 86 helicoidal del cartucho 16 de intercambio térmico a través de la entrada 88 de agua tratada. El agua tratada recorre a través del interior del tubo 86 helicoidal y el agua no tratada de flujo contrario del conducto 114 de agua enfria el agua tratada de una temperatura de alrededor de 80°C a aproximadamente la temperatura del agua no tratada entrante del bonducto de agua . La salida 90 de agua tratada descarga el agua tratada enfriada del cartucho 16 de intercambio pérmico al depósito 21. El depósito 21 retiene el agua tratada hasta que el agua tratada se surte, tal como para uso, al hacer bebidas de fuente. El propósito del interenfriador 18 es enfriar el agua tratada a una temperatura suficientemente bajía de manera que no ocasionar dureza en el agua no tratada que pasa a través del intercambiador térmico para precipitarse y formar escama en el cartucho 16 de intercambio térmico y los conductos que alimentan el agua no tratada del cartucho de •intercambio térmico al cartucho 14 de tratamiento de agua. El agua que se está tratando en el sistema 10 de tratamiento de agua comprende iones tales como iones de calcio y carbonato. El agua, por lo tanto, es algo electrolítica. Conectando el cilindro 82 de metal al alojamiento 870 de intercambio térmico y el tubo 86 de calentamiento helicoidal a la fuente 97 de' voltaje de corriente directa de manera que el cilindro de metal funcione como un cátodo y el tubo de calentamiento helicoidal funcione como un ánodo, la corriente eléctrica fluye del tubo de calentamiento helicoidal, a través del agua en el cartucho 16 de intercambiador térmico, al cilindro de metal del intercambiador 80 térmico. Este flujo de corriente crea un intercambio electroquímico a través del agua entre el cilindro 82 de metal catódico del alojamiento 80 de intercambio térmico y el tubo 86 de calentamiento helicoidal.
En el intercambio electroquímico, se producen iones de H* cerca · de la superficie del tubo 86 de calentamiento helicoidal y se producen iones de OH" cerca de la superficie del cilindro 82 de metal. Consecuentemente, de manera independiente del . pH del agua en el cartucho 16 de intercambiador térmico, el intercambio electroquímico crea un pH bajo cerca de la superficie del tubo 86 de calentamiento helicoidal a un pH elevado cercano a la superficie del cilindro 82 de metal del alojamiento 80 de intercambio térmico. Carbonato de calcio se precipita del agua a un pH elevado, pero no a un pH bajo. Por lo tanto, el carbonato de calcio no se precipita hacia el tubo 86 de calentamiento helicoidal debido al pH bajo próximo a la superficie del i elemento de calentamiento. En su lugar, el carbonato de calcio tiende a precipitarse sobre la superficie del cilindro 82 de metal del alojamiento 80 de intercambio térmico. Debido a que el carbonato de calcio no se precipita en el tubo 86 de calentamiento helicoidal, el tubo helicoidal permanece limpio y su conductividad térmica en el agua permanece elevada. Este efecto mantiene la eficiencia del cartucho 16 de intercambiador térmico más tiempo { que sin el intercambio electroquímico. Sin el intercambio electroquímico, el carbonato de calcio se acumularía sobre la superficie del tubo 86 de calentamiento helicoidal y aislaría el tubo helicoidal del agua. Debido al intercambio electroquímico, el tubo 86 de calentamiento helicoidal se corroerá lentamente, pero seleccionando el metal apropiado como se describe arriba, la corrosión puede ser suficientemente lenta de manera de no ser i el componente que limita la vida del cartucho 16 de intercambiador térmico. El intercambio electroquímico, por otra parte, impide la corrosión del cilindro 82 ,de metal del alojamiento 80. Como resultado, este recipiente' se puede hacer de ün metal económico que de otra manera se corroería. El mismo efecto electroquímico logrado por el cartucho 16 de intercambiador térmico se puede lograr alternativamente seleccionando metales que tienen diferentes potenciales superficiales en el mismo electrolito para el tubo 86 de calentamiento helicoidal y la porción metálica del alojamiento 80 de intercambio térmico. Conectando estos dos componentes de metal eléctricamente, tal como mediante un alambre, la porción metálica del alojamiento 80 de intercambio térmico y el tubo 86 de calentamiento helicoidal funcionan como una celda electroquímica cuando el cartucho 16 de intercambiador térmico se llena con agua. La Figura 2 ilustra esquemáticamente un cartucho 130 de tratamiento de agua alternativo que tiene los mismos componentes que la modalidad 10 previamente descrita, ilustrada en la Figura 1, pero también incluye protección catódica. Además, este cartucho 130 de tratamiento de agua alternativo comprende un electrodo 132 metálico que se extiende desde el cuerpo 24 de recipiente del alojamiento 22 de tratamiento de agua hacia la cámara 32 de tratamiento de agua. Un alambre 136 conecta el elemento 38 de cálentamiento de metal al electrodo 132 metálico. El electrodo 132 metálico está espaciado del elemento 138 de calentamiento de metal dentro de la cámara 32 de tratamiento de agua. El electrodo 132 metálico está hecho apropiadamente de un metal más noble y el elemento de calentamiento de metal está hecho apropiadamente de un metal menos nobles de manera que el electrodo metálico y el elemento de calentamiento metálico tienen potenciales de superficie diferentes y producen u corriente eléctrica en la cámara 32 de tratamiento de agua. El electrodo 132 metálico funciona como un cátodo y el elemento 38 de calentamiento funciona como un ánodo de manera que corriente eléctrica fluye desde el elemento 38 de calentamiento metálico, a través de la cámara 32 de tratamiento de agua, al electrodo 132 metálico. Esto produce el mismo intercambio electroquímico y efecto como se describe con respecto al cartucho 16 de intercambiador térmico ilustrado en la Figura 1. El cartucho 16 de intercambiador térmico se puede disponer con protección catódica de la misma manera que el cartucho 14 d'e tratamiento de agua en la Figura 2. Los metales apropiados para hacer el elemento 38 de calentamiento de metal cuando la corriente se genera por la diferencia de potencial entre los materiales ("caso galvánico"), el material debe tener un potencial bajo o una i tendencia elevada a corroerse. Los materiales que se utilizan normalmente como ánodo en protección galvánica son: Zinc (Zn), Aluminio (Al-In) y Magnesio (Mg). Se .clasifican en eficiencia galvánica como 95% para Zn; 80% para Al-In y 50% para Mg . Eficiencia galvánica significa relación del régimen de consumo práctico a densidad (Ley de consumo de Faraday ) - Aún cuando las modalidades anteriores se describen i como sistemas de tratamiento de agua, la protección catódica de esta invención se puede aplicar a cualquier calentador de agua en donde el elemento de calentamiento está en contacto directo con agua. '¦ El sistema y método de tratamiento de agua de esta invención requieren poco control, son sencillos de mantener y operar y son relativamente económicos. En particular, los cartuchos 14 y 16 desechables son relativamente sencillos y los contenidos no desechables del aparato requieren poco mantenimiento. Por lo tanto, este sistema puede tratar económicamente agua sin involucrar - gastos de capital elevados. I El presente sistema y método de tratamiento de agua reducen dureza de agua y proporcionan agua estéril mientras que remueven muchas impurezas del agua. Un método sencillo para remoción en casa o en tienda de contaminantes microbiológicos , dureza de bicarbonato, VOCs/THMs, cloro, metales pesados y desaereación de agua se proporciona. Se obtiene conflabilidad elevada en ausencia de supervisión técnica o controles. Este sistema método son sencillos, i convenientes y se pueden operar de manera segura por personal no calificado. Adicionalmente, - este aparato y método requieren solamente de espacio limitado, reduciendo adicionalmente de esta manera los costos totales. Habiendo descrito de esta manera la invepción, será evidente que la misma se puede variar de muchas formas.
Estas variaciones no se deben considerar como una salida del espíritu . y alcance de la invención, y todas estas I modificaciones como serían evidentes a un experto en el ramo se pretende que queden incluidas dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.