RU2780068C1 - System and method for water purification by the recrystallization method - Google Patents
System and method for water purification by the recrystallization method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780068C1 RU2780068C1 RU2022111656A RU2022111656A RU2780068C1 RU 2780068 C1 RU2780068 C1 RU 2780068C1 RU 2022111656 A RU2022111656 A RU 2022111656A RU 2022111656 A RU2022111656 A RU 2022111656A RU 2780068 C1 RU2780068 C1 RU 2780068C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- heat exchange
- exchange device
- temperature
- recrystallization
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 380
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 16
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 230000000844 anti-bacterial Effects 0.000 claims description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 3
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 claims 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000737 periodic Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 63
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 13
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 7
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 230000002070 germicidal Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 5
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N water-d2 Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 4
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012092 media component Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N Carbon tetrachloride Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- -1 thermoflex Polymers 0.000 description 2
- 239000005631 2,4-D Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YVGGHNCTFXOJCH-UHFFFAOYSA-N DDT Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C(C(Cl)(Cl)Cl)C1=CC=C(Cl)C=C1 YVGGHNCTFXOJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010073071 Hepatocellular carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 229920004936 Lavsan® Polymers 0.000 description 1
- JLYXXMFPNIAWKQ-GNIYUCBRSA-N Lindane Chemical compound Cl[C@H]1[C@H](Cl)[C@@H](Cl)[C@@H](Cl)[C@H](Cl)[C@H]1Cl JLYXXMFPNIAWKQ-GNIYUCBRSA-N 0.000 description 1
- 239000006091 Macor Substances 0.000 description 1
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N Pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N Silicic acid Chemical class O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium(0) Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000002354 daily Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 210000003702 immature single positive T cell Anatomy 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960002809 lindane Drugs 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NPDODHDPVPPRDJ-UHFFFAOYSA-N permanganate Chemical compound [O-][Mn](=O)(=O)=O NPDODHDPVPPRDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002085 persistent Effects 0.000 description 1
- 239000007793 ph indicator Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising Effects 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000035943 smell Effects 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005429 turbidity Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
[001] Данное техническое решение относится к системам и способам очистки воды методом перекристаллизации и используемым в них теплообменным устройствам для периодического замораживания и оттаивания льда, в частности, к системам с двух и многоступенчатыми схемами перекристаллизации, и может использоваться в быту, пищевой промышленности, на предприятиях общественного питания, сельском хозяйстве и в медицине для очистки технической, загрязненной, засоленной и морской воды, которые используют для получения талой питьевой воды.[001] This technical solution relates to systems and methods for water purification by recrystallization and the heat exchange devices used in them for periodic freezing and thawing of ice, in particular, to systems with two and multi-stage recrystallization schemes, and can be used in everyday life, the food industry, on catering establishments, agriculture and medicine for purification of technical, polluted, saline and sea water, which are used to obtain melted drinking water.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
[002] Очистка воды всегда была острой проблемой для всего человечества, и с каждым годом растет потребность в новых технологичных и энергоэффективных методах очистки как водопроводной воды и естественных источников, так и очистки стоков и опреснения морской воды.[002] Water purification has always been an acute problem for all mankind, and every year there is a growing need for new technological and energy-efficient methods of purifying both tap water and natural sources, as well as wastewater treatment and seawater desalination.
[003] Из уровня техники известна международная заявка WO2015111405 «Water purifier, method of purifying water, fluid purifier and method of purifying a fluid» (заявитель: Sharp Kabushiki Kaisha, дата публикации 30.07.2015), состоящая из двух теплообменных устройств, содержащих камеры для замораживания воды и оттаивания льда и охлаждающие и нагревательные элементы, с возможностью слива предварительно очищенной воды из одной камеры и подачи ее для окончательной очистки в другую камеру, контура циркуляции хладагента, соединенного с охлаждающими и нагревательными элементами с возможностью попеременного замораживания воды и оттаивания льда в камерах теплообменных устройств и передачи тепла хладагента, образующегося в камере при замораживании воды, в камеру для оттаивания льда, и средства управления и контроля, соединенного с упомянутыми контурами с возможностью изменения направления движения хладагента в попеременных режимах замораживания воды и оттаивания льда. Водяной контур содержит средство для подачи исходной воды, средство для слива концентрата загрязненной воды, средство для слива чистой воды, емкость для концентрата загрязненной воды, емкость для чистой воды и насос для подачи чистой воды в упомянутую емкость.[003] International application WO2015111405 "Water purifier, method of purifying water, fluid purifier and method of purifying a fluid" (applicant: Sharp Kabushiki Kaisha, publication date 07/30/2015) is known from the prior art, consisting of two heat exchange devices containing chambers for freezing water and thawing ice and cooling and heating elements, with the possibility of draining pre-treated water from one chamber and supplying it for final cleaning to another chamber, a refrigerant circuit connected to cooling and heating elements with the possibility of alternately freezing water and thawing ice in chambers of heat exchange devices and transfer of heat of the refrigerant generated in the chamber during freezing of water to the chamber for thawing ice, and control and monitoring means connected to the said circuits with the possibility of changing the direction of movement of the refrigerant in alternate modes of freezing water and thawing ice. The water circuit contains a means for supplying raw water, a means for draining the contaminated water concentrate, a means for draining clean water, a container for contaminated water concentrate, a container for clean water and a pump for supplying clean water to the said container.
[004] Контур циркуляции хладагента содержит компрессор, по меньшей мере, один конденсатор с водяным охлаждением, связанный по теплообмену с емкостью для концентрата загрязненной воды после ее слива из камер теплообменных устройств, по меньшей мере, два теплообменных регенератора, фильтр хладагента и расширительный клапан, соединенный с входами и выходами охлаждающих и нагревательных элементов.[004] The refrigerant circulation circuit contains a compressor, at least one water-cooled condenser, connected by heat exchange with a container for contaminated water concentrate after it is drained from the chambers of heat exchange devices, at least two heat exchange regenerators, a refrigerant filter and an expansion valve, connected to the inlets and outlets of the cooling and heating elements.
[005] Средство управления и контроля содержит контроллер и связанные с ним регулирующие клапаны для изменения направления потоков воды и хладагента в упомянутых контурах.[005] The control and monitoring means comprises a controller and associated control valves for changing the direction of water and refrigerant flows in said circuits.
[006] Недостатком данного технического решения является низкое качество очистки воды, обусловленное получением чистой воды без выделения из нее тяжелой воды. Таким образом система ограничена функциональными возможностями и увеличивает затраты на ее эксплуатацию при сравнительно невысоком качестве очистки воды.[006] The disadvantage of this technical solution is the low quality of water purification, due to the production of pure water without the release of heavy water from it. Thus, the system is limited in functionality and increases the cost of its operation with a relatively low quality of water purification.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[007] Данное техническое решение устраняет недостатки, известные в уровне техники у аналогичных технических решений.[007] This technical solution eliminates the shortcomings known in the prior art for similar technical solutions.
[008] Технической проблемой или технической задачей, решаемой в данном техническом решении, является осуществление очистки воды методом перекристаллизации.[008] The technical problem or technical problem solved in this technical solution is the implementation of water purification by the method of recrystallization.
[009] Техническим результатом, достигаемым при решении вышеуказанной технической проблемы, является повышение степени очистки и качества воды.[009] The technical result achieved by solving the above technical problem is to increase the degree of purification and water quality.
[0010] Очистка воды в теплообменных устройствах происходит за счет организации торообразного (кольцевого) движения воды и ее кристаллизации на охлаждаемой поверхности теплообменного устройства в результате разницы температур между охлажденной стенкой и теплой стенкой вытеснителя.[0010] Water purification in heat exchange devices occurs due to the organization of the toroidal (annular) movement of water and its crystallization on the cooled surface of the heat exchange device as a result of the temperature difference between the cooled wall and the warm wall of the displacer.
[0011] Повышение степени очистки и качества воды, полученной из растопленного льда, достигается за счет подачи воздуха в нижнюю часть охлаждаемой полости теплообменников теплообменного блока.[0011] An increase in the degree of purification and quality of water obtained from melted ice is achieved by supplying air to the lower part of the cooled cavity of the heat exchangers of the heat exchange unit.
[0012] Повышение степени очистки и качества воды, полученной из растопленного льда, достигается за счет работы циркуляционных насосов, перекачивающих воду из рециркуляционной полости теплообменного устройства в охлаждаемую полость теплообменного устройства.[0012] An increase in the degree of purification and quality of water obtained from melted ice is achieved due to the operation of circulation pumps that pump water from the recirculation cavity of the heat exchange device to the cooled cavity of the heat exchange device.
[0013] Повышение степени очистки и качества воды, полученной из растопленного льда, достигается за счет комбинации подачи воздуха в нижнюю часть охлаждаемой полости теплообменников теплообменного блока и за счет работы циркуляционных насосов, перекачивающих воду из рециркуляционной полости теплообменного устройства в охлаждаемую полость теплообменного устройства, а так же за счет разности температур между охлаждаемой стенкой теплообменника и теплотой стенки вытеснителя.[0013] An increase in the degree of purification and quality of water obtained from melted ice is achieved through a combination of air supply to the lower part of the cooled cavity of the heat exchangers of the heat exchange unit and due to the operation of circulation pumps pumping water from the recirculation cavity of the heat exchange device into the cooled cavity of the heat exchange device, and also due to the temperature difference between the cooled wall of the heat exchanger and the heat of the displacer wall.
[0014] Указанный технический результат достигается посредством осуществления системы очистки воды методом перекристаллизации, которая содержит:[0014] The specified technical result is achieved through the implementation of a water purification system by recrystallization, which contains:
• теплообменный блок, содержащий теплообменное устройство в количестве одного или кратно двум, циркуляционный насос и/или воздушный компрессор и набор датчиков для определения показателей воды, выполненный с возможностью• a heat exchange unit containing a heat exchange device in the amount of one or a multiple of two, a circulation pump and/or an air compressor and a set of sensors for determining water parameters, made with the possibility
• наполнения водой теплообменного устройства;• filling the heat exchange device with water;
• слива загрязненной воды по окончании цикла охлаждения намораживающей стенки теплообменного устройства в дренажную систему приёмного блока;• discharge of polluted water at the end of the cooling cycle of the freezing wall of the heat exchange device into the drainage system of the receiving unit;
• перевода теплообменного устройства в режим подогрева или охлаждения;• switching the heat exchange device to the heating or cooling mode;
• организации движения воды через нижнюю часть под перегородкой теплообменного устройства из рециркуляционной полости теплообменного устройства в его охлаждаемую полость;• organization of water movement through the lower part under the baffle of the heat exchange device from the recirculation cavity of the heat exchange device into its cooled cavity;
• холодильно-агрегатный блок, содержащий по меньшей мере один компрессор или инверторный компрессор, конденсатор, электромотор с вентилятором, ресивер, соленоидные электромагнитные клапаны или вентили, обратные клапаны, датчики и реле давления, смотровые стёкла, выполненный с возможностью • a refrigeration unit containing at least one compressor or an inverter compressor, a condenser, an electric motor with a fan, a receiver, solenoid valves or valves, check valves, pressure sensors and switches, sight glasses, made with the possibility
• соединения через соленоидные электромагнитные клапаны или вентили по холодными и горячими линиям с теплообменным и приемным блоками, а также с возможностью подогорева вытеснителя в теплообменном устройстве и поддержания температуры емкости приемного блока;• Connections through solenoid valves or valves via cold and hot lines with the heat exchanger and receiving units, as well as with the possibility of burning the displacer in the heat exchanger and maintaining the temperature of the receiving unit tank;
• приёмный блок, содержащий термоизолированную приемную ёмкость в количестве одной или кратно двум с функцией поддержания заданной температуры, дренажный насос, выполненный с возможностью• a receiving unit containing a thermally insulated receiving tank in the amount of one or a multiple of two with the function of maintaining the set temperature, a drainage pump configured to
• получения загрязненной воды по окончании цикла охлаждения намораживающей стенки теплообменного устройства в дренажную систему;• receipt of contaminated water at the end of the cooling cycle of the freezing wall of the heat exchange device into the drainage system;
• получения растопленного льда с намораживающей стенки теплообменного устройства в приемную ёмкость;• receipt of melted ice from the freezing wall of the heat exchange device into the receiving tank;
• управляющий блок, содержащий по меньшей мере один микропроцессор, выполненный с возможностью • a control unit containing at least one microprocessor configured to
• получения требуемых параметров воды по чистоте (ppm), водородному показателю pH, окислительно-восстановительному потенциалу воды;• Obtaining the required water parameters in terms of purity (ppm), pH value, redox potential of water;
• выбора алгоритма работы системы по холоду, теплу, интенсивностям работы компрессора и циркуляционных насосов посредством контроллера управляющего блока;• selection of the system operation algorithm for cold, heat, intensities of the compressor and circulation pumps by means of the controller of the control unit;
• осуществления охлаждения намораживающей стенки теплообменного устройства на основании параметров выбранного алгоритма работы системы;• implementation of cooling of the freezing wall of the heat exchanger based on the parameters of the selected system operation algorithm;
• слива растопленного льда с намораживающей стенки теплообменного устройства в приемную ёмкость приёмного блока.• discharge of melted ice from the freezing wall of the heat exchange device into the receiving tank of the receiving unit.
[0015] В некоторых вариантах реализации технического решения движение воды через нижнюю часть под перегородкой теплообменного устройства из рецилькуляционной полости теплообменного устройства в его охлаждаемую полость осуществляется посредством работы циркуляционного насоса и/или воздушного компрессора.[0015] In some embodiments of the technical solution, the movement of water through the lower part under the baffle of the heat exchange device from the recirculation cavity of the heat exchange device into its cooled cavity is carried out by means of the circulation pump and/or air compressor.
[0016] В некоторых вариантах реализации технического решения теплообменное устройство в теплообменном блоке является теплоизолированным.[0016] In some embodiments of the technical solution, the heat exchange device in the heat exchange unit is thermally insulated.
[0017] В некоторых вариантах реализации технического решения теплообменный блок содержит воздушный компрессор с регулировкой интенсивности подачи воздуха и обратными клапанами.[0017] In some embodiments of the technical solution, the heat exchange unit contains an air compressor with adjustable air supply intensity and check valves.
[0018] В некоторых вариантах реализации технического решения теплообменный блок содержит водяной насос циркуляционный.[0018] In some embodiments of the technical solution, the heat exchange unit contains a water circulation pump.
[0019] В некоторых вариантах реализации технического решения теплообменный блок содержит водяные соединительные патрубки и изолированные трубопроводы для подачи и отвода фреона.[0019] In some embodiments of the technical solution, the heat exchange unit contains water connecting pipes and insulated pipelines for supplying and removing freon.
[0020] В некоторых вариантах реализации технического решения теплообменное устройство имеет вытеснитель, который всегда имеет положительную температуру.[0020] In some embodiments of the technical solution, the heat exchange device has a displacer that always has a positive temperature.
[0021] В некоторых вариантах реализации технического решения на перегородку теплообменного устройства подается напряжение постоянного тока.[0021] In some embodiments of the technical solution, a DC voltage is applied to the partition of the heat exchange device.
[0022] В некоторых вариантах реализации технического решения величина и длительность подачи напряжения зависит от заранее заданных параметров pH и/или ОВП.[0022] In some embodiments of the technical solution, the magnitude and duration of the voltage supply depends on predetermined pH and/or ORP parameters.
[0023] В некоторых вариантах реализации технического решения теплообменное устройство выполнено из стали или титана.[0023] In some embodiments of the technical solution, the heat exchange device is made of steel or titanium.
[0024] некоторых вариантах реализации технического решения элементы теплообменного устройства имеют напыление и/или покрытие из платины и/или иридия.[0024] in some embodiments of the technical solution, the elements of the heat exchange device are sprayed and/or coated with platinum and/or iridium.
[0025] В некоторых вариантах реализации технического решения при работе двух теплообменных устройств их работа протекает в противофазе: если в первом теплообменном устройстве происходит процесс намораживания льда, то во втором теплообменном устройстве происходит процесс таяния льда.[0025] In some embodiments of the technical solution, when two heat exchange devices are operating, their operation proceeds in antiphase: if the process of freezing ice occurs in the first heat exchange device, then the process of ice melting occurs in the second heat exchange device.
[0026] В некоторых вариантах реализации технического решения набор датчиков для определения показателей воды включает датчик уровня жидкости и/или датчик температуры, и/или датчик контроля состава воды по физико-химическим свойствам воды, и/или солемер кондуктометрический для определения общего солесодержания.[0026] In some embodiments of the technical solution, a set of sensors for determining water indicators includes a liquid level sensor and / or a temperature sensor, and / or a sensor for controlling the composition of water by the physical and chemical properties of water, and / or a conductometric salt meter for determining the total salt content.
[0027] В некоторых вариантах реализации технического решения в холодильно-агрегатном блоке компрессор является холодильным со встроенным электромотором.[0027] In some embodiments of the technical solution in the refrigeration unit, the compressor is a refrigeration compressor with an integrated electric motor.
[0028] В некоторых вариантах реализации технического решения приемный блок содержит электромагнитные соленоидные клапаны или вентили по воде и фреону (хладону), и коллектор подачи очищенной воды в приемные емкости, и коллектор отвода загрязненной воды, и водяной дренажный насос для отвода загрязненной воды, и водяной насос для чистой воды.[0028] In some embodiments of the technical solution, the receiving unit contains electromagnetic solenoid valves or valves for water and freon (freon), and a manifold for supplying purified water to the receiving tanks, and a manifold for removing contaminated water, and a water drainage pump for removing contaminated water, and water pump for clean water.
[0029] В некоторых вариантах реализации технического решения приемный блок содержит датчик протечки воды.[0029] In some embodiments of the technical solution, the receiving unit contains a water leakage sensor.
[0030] В некоторых вариантах реализации технического решения насос содержит датчик наличия воды.[0030] In some embodiments of the technical solution, the pump includes a water presence sensor.
[0031] В некоторых вариантах реализации технического решения датчики контроля состава воды определяют водородный показатель воды pH и/или окислительно-восстановительный потенциал воды ОВП.[0031] In some embodiments of the technical solution, the water composition monitoring sensors determine the pH of the water and/or the redox potential of the water ORP.
[0032] В некоторых вариантах реализации технического решения датчики контроля состава воды анализируют воду на входе в теплообменник.[0032] In some embodiments of the technical solution, the water composition control sensors analyze the water at the inlet to the heat exchanger.
[0033] В некоторых вариантах реализации технического решения управляющий блок имеет отдельный источник питания постоянного тока с возможностью изменения напряжения от 6 до 72 вольт.[0033] In some embodiments of the technical solution, the control unit has a separate DC power supply with the ability to change the voltage from 6 to 72 volts.
[0034] В некоторых вариантах реализации технического решения управляющий блок выполнен с возможностью контроля температуры воды на входе, и/или температуры воды в теплообменниках, и/или температуры на охлаждаемых стенках теплообменников, и/или температуры на вытеснителях теплообменников, и/или температуры воды в емкостях приемного блока.[0034] In some embodiments of the technical solution, the control unit is configured to control the temperature of the water at the inlet, and/or the temperature of the water in the heat exchangers, and/or the temperature on the cooled walls of the heat exchangers, and/or the temperature on the displacers of the heat exchangers, and/or the temperature of the water in the containers of the receiving unit.
[0036] В некоторых вариантах реализации технического решения датчики определения состава воды расположены в приемных емкостях или на выходе из теплообменника.[0036] In some embodiments of the technical solution, the sensors for determining the composition of the water are located in the receiving tanks or at the outlet of the heat exchanger.
[0036] В некоторых вариантах реализации технического решения температура воды в приемной емкости поддерживается в интервале от 4 до 16°С.[0036] In some embodiments of the technical solution, the temperature of the water in the receiving tank is maintained in the range from 4 to 16°C.
[0037] В некоторых вариантах реализации технического решения температура в приемной емкости контролируется датчиками температуры и регулируется посредством подачи хладоносителя от холодильно-агрегатного блока.[0037] In some embodiments of the technical solution, the temperature in the receiving tank is controlled by temperature sensors and regulated by the supply of coolant from the refrigeration unit.
[0038] В некоторых вариантах реализации технического решения регулировка температуры приемной емкости осуществляется посредством переключения электромагнитных клапанов.[0038] In some embodiments of the technical solution, the temperature of the receiving tank is controlled by switching electromagnetic valves.
[0039] В некоторых вариантах реализации технического решения очищенная вода в приемной емкости хранится до 16 часов, после чего сливается через соленоидные клапаны или вентили в дренажную систему приемного блока. Термостатированная приемная емкость позволяет более длительное время сохранять полезные физические и биохимические свойства талой воды (высокий pH и низкий ОВП).[0039] In some embodiments of the technical solution, purified water is stored in the receiving tank for up to 16 hours, after which it is drained through solenoid valves or valves into the drainage system of the receiving unit. A temperature-controlled receiving tank allows for a longer time to maintain the beneficial physical and biochemical properties of melt water (high pH and low ORP).
[0040] В некоторых вариантах реализации технического решения холодильно-агрегатный блок работает в различных режимах производительности по холоду за счет регулировки работы компрессора.[0040] In some embodiments of the technical solution, the refrigeration unit operates in different modes of cold performance by adjusting the operation of the compressor.
[0041] В некоторых вариантах реализации технического решения холодильно-агрегатный блок через соленоидные электромагнитные клапаны или вентили соединен с теплообменным и приемным блоками, по холодным и горячим линиям.[0041] In some embodiments of the technical solution, the refrigeration unit unit is connected through solenoid electromagnetic valves or valves to the heat exchange and receiving units, via cold and hot lines.
[0042] Также указанный технический результат достигается посредством реализации способа очистки воды методом перекристаллизации (вымораживания), выполняемым по меньшей мере одним микропроцессором и включающим следующие шаги:[0042] Also, the specified technical result is achieved by implementing a water purification method by recrystallization (freezing) performed by at least one microprocessor and including the following steps:
• получают требуемые параметры воды по чистоте (ppm), водородный показатель pH, окислительно-восстановительный потенциал воды;• obtain the required parameters of water in terms of purity (ppm), pH, redox potential of water;
• наполняют водой теплообменное устройство в количестве одного или кратно двум теплообменного блока;• fill the heat exchange device with water in the amount of one or a multiple of two heat exchange units;
• выбирают алгоритм работы системы по холоду, теплу, интенсивностям работы компрессора и циркуляционных насосов посредством контроллера управляющего блока;• select the system operation algorithm for cold, heat, compressor and circulating pumps operation intensity by means of the control unit controller;
• осуществляют охлаждение намораживающей стенки теплообменного устройства посредством управляющего блока на основании параметров выбранного алгоритма работы системы;• carry out cooling of the freezing wall of the heat exchange device by means of the control unit based on the parameters of the selected system operation algorithm;
• сливают загрязненную воду по окончании цикла охлаждения намораживающей стенки теплообменного устройства в дренажную систему приёмного блока;• drain the polluted water at the end of the cooling cycle of the freezing wall of the heat exchange device into the drainage system of the receiving unit;
• переводят теплообменное устройство в режим подогрева;• switch the heat exchange device to the heating mode;
• сливают растопленный лёд с намораживающей стенки теплообменного устройства в ёмкость в количестве одной или кратно двум приёмного блока посредством управляющего блока.• melted ice is drained from the freezing wall of the heat exchange device into the container in the amount of one or a multiple of two receiving unit by means of the control unit.
[0043] В некоторых вариантах реализации технического решения получают требуемые параметры воды по чистоте (ppm), водородный показатель pH, окислительно-восстановительный потенциал воды с графического интерфейса пользователя системы. [0043] In some embodiments of the technical solution, the required water purity parameters (ppm), pH, redox potential of water are obtained from the graphical user interface of the system.
[0044] В некоторых вариантах реализации технического решения получают требуемые параметры воды по чистоте (ppm), водородный показатель pH, окислительно-восстановительный потенциал воды с удаленного сервера.[0044] In some embodiments of the technical solution, the required water purity parameters (ppm), pH, redox potential of water are obtained from a remote server.
[0045] В некоторых вариантах реализации технического решения наполнение воды в теплообменное устройство производится через отверстие, расположенное в нижней части теплообменного устройства.[0045] In some embodiments of the technical solution, water is filled into the heat exchange device through an opening located in the lower part of the heat exchange device.
[0046] В некоторых вариантах реализации технического решения уровень воды при наполнении в теплообменном устройство контролируется посредством датчика уровня воды.[0046] In some embodiments of the technical solution, the water level during filling in the heat exchange device is controlled by a water level sensor.
[0047] В некоторых вариантах реализации технического решения при наполнении воды в теплообменное устройство включают бактерицидную лампу.[0047] In some embodiments of the technical solution, when filling water into the heat exchange device, a germicidal lamp is included.
[0048] В некоторых вариантах реализации технического решения охлаждение намораживающей стенки начинается до или после наполнения теплообменного устройства водой.[0048] In some embodiments of the technical solution, the cooling of the freezing wall begins before or after filling the heat exchange device with water.
[0049] В некоторых вариантах реализации технического решения температура на охлаждаемой стенке теплообменника составляет до -30°С.[0049] In some embodiments of the technical solution, the temperature on the cooled wall of the heat exchanger is up to -30°C.
[0050] В некоторых вариантах реализации технического решения температура контролируется датчиком температуры на стенке теплообменного устройства и регулируется работой компрессора холодильного агрегата.[0050] In some embodiments of the technical solution, the temperature is controlled by a temperature sensor on the wall of the heat exchanger and is controlled by the operation of the compressor of the refrigeration unit.
[0051] В некоторых вариантах реализации технического решения длительность охлаждения намораживающей стенки в теплообменном устройстве составляет от 10 до 90 минут.[0051] In some embodiments of the technical solution, the cooling time of the freezing wall in the heat exchange device is from 10 to 90 minutes.
[0052] В некоторых вариантах реализации технического решения после охлаждения намораживающей стенки теплообменного устройства осуществляют слив растопленного пристенного льда.[0052] In some embodiments of the technical solution, after cooling the freezing wall of the heat exchange device, the melted wall ice is drained.
[0053] В некоторых вариантах реализации технического решения длительность таяния льда не превышает времени работы теплообменника в режиме намораживания.[0053] In some embodiments of the technical solution, the duration of ice melting does not exceed the operating time of the heat exchanger in the freezing mode.
[0054] В некоторых вариантах реализации технического решения в режиме работы подогрева температура контролируется датчиком температуры вытеснителя теплообменного устройства и регулируется работой соленоидных клапанов, обеспечивающих подачу тепла в нагревающий элемент вытеснителя.[0054] In some embodiments of the technical solution in the heating mode, the temperature is controlled by the temperature sensor of the displacer of the heat exchange device and is controlled by the operation of the solenoid valves that provide heat to the displacer heating element.
[0055] В некоторых вариантах реализации технического решения параметры воды измеряют приборы на входе в систему и/или на выходе.[0055] In some embodiments of the technical solution, water parameters are measured by devices at the inlet to the system and / or at the outlet.
[0056] В некоторых вариантах реализации технического решения выбирают алгоритм работы системы по холоду, теплу, интенсивностям работы компрессора, воздушного компрессора и/или циркуляционных насосов посредством алгоритма работы машинного обучения.[0056] In some implementations of the technical solution, a system operation algorithm is selected for cold, heat, compressor, air compressor, and/or circulation pumps through a machine learning algorithm.
[0057] В некоторых вариантах реализации технического решения регулировка водородного показателя pH осуществляется за счет подачи напряжения постоянного тока на стену корпуса и перегородку теплообменного устройства.[0057] In some embodiments of the technical solution, the pH is adjusted by applying a DC voltage to the housing wall and the baffle of the heat exchanger.
[0058] В некоторых вариантах реализации технического решения значения pH получается в воде от уровня pH воды на входе до 12,5.[0058] In some embodiments of the technical solution, pH values are obtained in water from the pH level of the water at the inlet to 12.5.
[0059] В некоторых вариантах реализации технического решения окислительно-восстановительный потенциал регулируется за счет подачи и изменения напряжения постоянного тока, подаваемого на корпус и перегородку теплообменника теплообменного блока.[0059] In some embodiments of the technical solution, the redox potential is controlled by applying and changing the DC voltage supplied to the body and the heat exchanger baffle of the heat exchange unit.
[0060] В некоторых вариантах реализации технического решения диапазон значений окислительно-восстановительного потенциала принимает значение от исходного значения входящей воды до минус 180 мВ.[0060] In some embodiments of the technical solution, the range of values of the redox potential takes on a value from the initial value of the incoming water to minus 180 mV.
[0061] Инновационный аспект состоит в простоте очистке воды - используя только природный эффект заморозки, без использования углеродных или мембранных фильтров, без использования химических адсорбентов и восстановителей возможно получить чистую питьевую воду вне зависимости от степени загрязнения исходной воды.[0061] The innovative aspect is the simplicity of water purification - using only the natural effect of freezing, without the use of carbon or membrane filters, without the use of chemical adsorbents and reducing agents, it is possible to obtain clean drinking water, regardless of the degree of contamination of the source water.
[0062] Преимуществами технологии являются: низкое потребление энергии (охлаждение воды до 0 градусов энергетически выгодней ее нагрева до 100 градусов), возможность тонкой настройки параметров очистки, проточный метод (струя воды в трубе разделяется на две фракции - чистую воду и рассол), продукты отходов составляют менее 1% от исходного объема, что упрощает их утилизацию (имеется возможность безотходного производства).[0062] The advantages of the technology are: low energy consumption (cooling water to 0 degrees is energetically more profitable than heating it to 100 degrees), the ability to fine-tune the cleaning parameters, the flow method (the water jet in the pipe is divided into two fractions - pure water and brine), products waste is less than 1% of the original volume, which simplifies their disposal (there is the possibility of waste-free production).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0063] Признаки и преимущества настоящего технического решения станут очевидными из приведенного ниже подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых:[0063] The features and advantages of the present technical solution will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, in which:
[0064] На Фиг. 1 показан вариант реализации системы очистки воды методом перекристаллизации (вымораживания) в виде блок-схемы.[0064] In FIG. 1 shows a variant of the implementation of the water purification system by the method of recrystallization (freezing) in the form of a block diagram.
[0065] На Фиг. 2 показан вариант реализации теплообменного блока, содержащего по меньшей мере одно теплообменное устройство, циркуляционный насос и/или воздушный компрессор и набор датчиков для определения показателей воды.[0065] In FIG. 2 shows an embodiment of a heat exchange unit comprising at least one heat exchange device, a circulation pump and/or an air compressor, and a set of sensors for determining water parameters.
[0066] На Фиг. 3 показан вариант реализации холодильно-агрегатного блока в виде блок-схемы.[0066] In FIG. 3 shows a variant of the implementation of the refrigeration unit in the form of a block diagram.
[0067] На Фиг. 4 показан вариант реализации управляющего блока, который может быть реализован в виде вычислительной системы 400 осуществления очистки воды методом перекристаллизации (вымораживания).[0067] In FIG. 4 shows an embodiment of the control unit, which can be implemented in the form of a
[0068] На Фиг. 5 показан пример реализации приемного блока в виде блок-схемы.[0068] In FIG. 5 shows an example implementation of the receiving unit in the form of a block diagram.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION
[0069] Ниже будут подробно рассмотрены термины и их определения, используемые в описании технического решения.[0069] Below will be discussed in detail the terms and their definitions used in the description of the technical solution.
[0070] В данном изобретении под системой подразумевается компьютерная система, ЭВМ (электронно-вычислительная машина), ЧПУ (числовое программное управление), ПЛК (программируемый логический контроллер), компьютеризированные системы управления и любые другие устройства, способные выполнять заданную, четко определенную последовательность операций (действий, инструкций), централизованные и распределенные базы данных, смарт-контракты.[0070] In this invention, the system refers to a computer system, a computer (electronic computer), CNC (numerical control), PLC (programmable logic controller), computerized control systems and any other devices capable of performing a given, well-defined sequence of operations (actions, instructions), centralized and distributed databases, smart contracts.
[0071] Под процессором подразумевается электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (программы), смарт-контракт, виртуальная машина Ethereum (EVM) или подобное. Устройство обработки команд считывает и выполняет машинные инструкции (программы) с одного или более устройства хранения данных. В роли устройства хранения данных могут выступать, но, не ограничиваясь, жесткие диски (HDD), флеш-память, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), твердотельные накопители (SSD), оптические приводы.[0071] A processor is an electronic unit or an integrated circuit (microprocessor) executing machine instructions (programs), a smart contract, an Ethereum virtual machine (EVM), or the like. An instruction processing device reads and executes machine instructions (programs) from one or more data storage devices. The role of a storage device can be, but not limited to, hard disk drives (HDD), flash memory, ROM (read only memory), solid state drives (SSD), optical drives.
[0072] Программа - последовательность инструкций, предназначенных для исполнения устройством управления вычислительной машины или устройством обработки команд.[0072] A program is a sequence of instructions intended to be executed by a computer control device or command processing device.
[0073] Перекристаллизация - метод очистки вещества, основанный на различии растворимости вещества в растворителе при различных температурах (обычно интервал температур от комнатной до температуры кипения растворителя, если растворитель - вода, или до какой-то более высокой температуры).[0073] Recrystallization is a method of purification of a substance based on the difference in the solubility of a substance in a solvent at different temperatures (usually the temperature range from room temperature to the boiling point of the solvent, if the solvent is water, or to some higher temperature).
[0074] Теплообменное устройство - устройство, предназначенное для передачи тепла, необходимого для нормального проведения технологического процесса.[0074] A heat exchange device is a device designed to transfer heat necessary for the normal conduct of a process.
[0075] Электромагнитный клапан - эффективное электромеханическое устройство, предназначено для регулирования потоков всех типов жидкостей и газов.[0075] The solenoid valve is an efficient electromechanical device designed to control the flow of all types of liquids and gases.
[0076] Компрессор (от лат. compressio - сжатие) — устройство для сжатия и подачи газов под давлением(воздуха, паров хладагента и т.д.).[0076] Compressor (from Latin compressio - compression) - a device for compressing and supplying gases under pressure (air, refrigerant vapor, etc.).
[0077] Циркуляционный насос - устройство, которое использует рециркуляционный принцип действия, заключающийся в нагнетании перекачиваемой среды на основе вращения специальных элементов и увеличении скорости перемещения теплоносителя по теплоснабжению, напора. Это обусловлено тем, что агрегат создает благоприятные условия для эффективной перекачки теплового носителя по трубам.[0077] The circulation pump is a device that uses the recirculation principle of operation, which consists in pumping the pumped medium based on the rotation of special elements and increasing the speed of movement of the coolant through the heat supply, pressure. This is due to the fact that the unit creates favorable conditions for the efficient pumping of the heat carrier through the pipes.
[0078] Бактерицидная лампа - электрическая газоразрядная лампа низкого давления с колбой из увиолевого стекла или другого материала, обеспечивающего заданный спектр пропускания ультрафиолетового излучения.[0078] A germicidal lamp is a low-pressure electric gas discharge lamp with a bulb made of uviol glass or other material that provides a given ultraviolet radiation transmission spectrum.
[0079] Технологический процесс очистки воды методом перекристаллизации (вымораживания) и алгоритм работы системы подробно раскрыты ниже.[0079] The technological process of water purification by the method of recrystallization (freezing) and the algorithm of the system operation are described in detail below.
[0080] Система очистки воды (показанная на Фиг. 1 в виде блок-схемы) состоит из четырех основных блоков:[0080] The water purification system (shown in Fig. 1 in the form of a block diagram) consists of four main blocks:
• Теплообменный блок 110;•
• Холодильно-агрегатный блок 120;•
• Приемный блок 130;• Receiving
• Управляющий блок 140.•
[0081] Теплообменный блок 110 состоит из одного или двух термоизолированных теплообменных устройств 210 (допускается увеличение количества теплообменников) с датчиками уровня жидкости, датчиками температуры, электромагнитных соленоидных клапанов или вентилей по воде и фреону (хладону) терморегулирующие вентили (ТРВ), бактерицидной (УФ - ультрафиолетовая) лампы, приемной емкости чистящего средства, датчиков уровня жидкости, датчиков контроля состава воды по физико-химическим свойствам воды, определяющие - водородный показатель воды pH, окислительно-восстановительный потенциал воды ОВП, солемер кондуктометрический для определения общего солесодержания и температуры воды (показаны на Фиг. 2 как 220). Выше описаны основные показатели, которые можно измерить цифровыми приборами контроля. В некоторых вариантах реализации могут использоваться более сложные приборы контроля, также цифровые. Указанные выше приборы выдают достаточное количество параметров для получения качественной воды по чистоте.[0081] The
[0082] В некоторых вариантах реализации теплообменные устройства 210 могут быть изолированы посредством каучука K-FLEX, термофлекса, лавсана, ПОРИЛЕКСА, тилита и т.д., не ограничиваясь. Количество теплообменных устройств 210 может быть не ограничено, все зависит от мощности и производительности компрессора, но их количество должно быть или одно, либо кратным двум, так как они работают в противофазе. Теплоизолирующим материалом может быть, например, оксид алюминия, графит, керамические материалы, стеклокерамика Macor®, оксиды магния, огнеупорные материалы или другие известные изоляционные материалы, не ограничиваясь.[0082] In some embodiments, the
[0083] Также данный блок 110 имеет водяные соединительные патрубки и изолированные трубопроводы (не показаны) для подачи и отвода фреона. Воздушный компрессор 230 с регулировкой интенсивности подачи воздуха и обратными клапанами. Блок 110 дополнительно содержит водяной насос циркуляционный 240, причем количество насосов соответствует количеству теплообменных устройств 210.[0083] Also, this
[0084] Холодильно-агрегатный блок 120, показанный на Фиг. 3, представляет из себя классический холодильный агрегат. В состав холодильного агрегата входит: холодильный компрессор 310 со встроенным электромотором или инверторный компрессор, конденсатор 320 (теплообменник), электромотор с вентилятором 330, ресивер, соленоидные электромагнитные клапаны или вентили, обратные клапаны, датчики и реле давления, смотровые стекла (не показаны). В конкретном варианте реализации применен поршневой компрессор 310, содержащий две или более ступеней, однако применение инверторного компрессора позволяет получать воду с более точными заданными параметрами.[0084] The
[0085] Альтернативным вариантом реализации в данном технологическом процессе являются термоэлектрические модули на основе принципа Пельтье. При данном варианте охлаждения/нагрева отсутствует необходимость в применении большого количества соленоидных электромагнитных клапанов или вентилей, обратных клапанов и иных элементов классического холодильного агрегата 120. Данный вариант охлаждения/нагрева достаточно эффективен, однако требуются значительные затраты на электроэнергию. Управление, при применении термоэлектических модулей, осуществляется более простое.[0085] An alternative implementation in this process are thermoelectric modules based on the Peltier principle. With this cooling/heating option, there is no need to use a large number of solenoid valves or valves, check valves and other elements of the
[0086] Приемный блок 130, показанный на Фиг. 5, состоит из одной или двух термоизолированных емкостей 510 с функцией поддержания заданной температуры. Поддержание осуществляется за счет подачи хладагента от компрессора, температура контролируется датчиком температуры на каждой емкости, регулировка производится путем балансирования подачи хладагента. В данный блок 130 входят также датчики температуры, датчики уровня жидкости, датчики контроля состава воды по физико-химическим свойствам воды (показаны как поз. 520), определяющие - водородный показатель воды pH, окислительно-восстановительный потенциал воды ОВП, солемер кондуктометрический для определения общего солесодержания в ppm. Уровень солености проверяют с использованием измерителя солености (солемера) посредством взятия образца из резервуара и его тестирования. Чтобы скорректировать соленость, можно добавлять соль или воду. В блок 130 входят электромагнитные соленоидные клапаны или вентили по воде и фреону (хладону), коллектор подачи очищенной воды в приемные емкости 530, коллектор отвода загрязненной воды 540, водяной дренажный насос для отвода загрязненной воды, водяной насос для чистой воды, все насосы имеют датчики наличия воды. Раздаточный патрубок чистой воды или кран раздачи чистой воды. Соленоидные клапаны могут быть двухходовыми нормально-открытыми или нормально-закрытыми.[0086] The receiving
[0087] Двухходовой нормально закрытый соленоидный клапан (не показан) прямого действия имеет входное и выходной отверстия. Мембранный уплотнитель смонтирован непосредственно на плунжер, который совершая поступательные движения вверх или вниз открывает или закрывает основное пропускное отверстие. В тот момент, когда на катушку не подано напряжение, плунжер находится в крайнем нижнем положении, закрывая мембраной пропускной отверстие и не пропуская жидкость к выходному отверстию. При подаче напряжения на катушку плунжер перемещается в крайнее верхнее положение, открывая тем самым пропускное отверстие и дает возможность жидкости протекать к выходному отверстию соленоидного клапана.[0087] A two-way normally closed solenoid valve (not shown) of direct action has an inlet and an outlet. The diaphragm seal is mounted directly on the plunger, which opens or closes the main orifice by moving up or down. At that moment, when the coil is not energized, the plunger is in its lowest position, closing the passage hole with a membrane and not allowing liquid to pass to the outlet. When voltage is applied to the coil, the plunger moves to its highest position, thereby opening the through hole and allowing fluid to flow to the solenoid valve outlet.
[0088] Принцип действия является противоположным по отношению к принципу действия нормально-закрытого соленоидного клапана. Это означает, что при отсутствии питания на катушке, электромагнитный клапан открыт и жидкость свободно протекает от входного отверстия к выходному. При подаче питания на катушку, плунжер перемещается в крайнее нижнее положение и перекрывает пропускное отверстие, перекрывая тем самым протекание жидкости через клапан.[0088] The principle of operation is opposite to that of a normally closed solenoid valve. This means that in the absence of power to the coil, the solenoid valve is open and fluid flows freely from the inlet to the outlet. When power is applied to the coil, the plunger moves to its lowest position and closes the passage hole, thereby blocking the flow of fluid through the valve.
[0089] Приемный блок 130 оборудован датчиком протечки воды. Датчик протечки (англ. leak sensor), или датчик затопления (англ. flood sensor) - сигнализатор, способный зафиксировать разлив воды. В основе работы датчика протечки лежит электрическая проводимость воды. Датчик оснащен двумя или тремя контактами и устанавливается в местах, где в первую очередь появится вода при протечке. Когда вода попадает на контакты, между ними образуется слабый электрический ток, и датчик срабатывает.[0089] The receiving
[0090] Управляющий блок 140 состоит из микропроцессора (подробно будет раскрыт ниже, функционал которого позволяет анализировать физико-химический состав воды на входе в систему очистки по данным, полученным от датчиков контроля воды на входе и по заданному выбору параметров воды пользователем управляет работой системы. В зависимости от параметров воды на входе (например, ppm, pH, ОВП) процессор из памяти выбирает режим работ для достижения заданных пользователем желаемых параметров воды на выходе.[0090] The
[0091] Управляющий блок 140 управляет работой элементов всех блоков системы.[0091] The
[0092] Измерение физико-химического состава воды на входе в систему очистки посредством анализа данных, полученных от датчиков контроля состава воды по физико-химическим свойствам воды, определяющих - водородный показатель воды pH, окислительно-восстановительный потенциал воды ОВП, солемера кондуктометрического, определяющего общее солесодержание воды. Аналогичный контроль осуществляется за состоянием чистой воды в емкостях приемного блока 130.[0092] Measurement of the physical and chemical composition of water at the inlet to the purification system by analyzing data obtained from sensors for monitoring the composition of water by the physical and chemical properties of water, which determine the pH of the water pH, the redox potential of the water ORP, the conductometric salt meter, which determines the total salinity of water. Similar control is exercised over the state of pure water in the tanks of the receiving
[0093] В некоторых вариантах реализации посредством управляющего блока 140 может измеряться до 45 показателей воды, например,[0093] In some embodiments, up to 45 water parameters can be measured by the
• обобщенные показатели воды: водородный показатель, общая минерализация, окисляемость перманганантная, фенольный индекс, нефтепродукты;• generalized indicators of water: pH value, total mineralization, permanganate oxidizability, phenol index, oil products;
• неорганические вещества в воде: азот аммонийный (NH4+), алюминий (Al3+), барий (Ва2+), железо (Fе, суммарно), кадмий (Сd, суммарно), марганец (Мn, суммарно), медь (Сu, суммарно), молибден (Мо, суммарно), мышьяк (Аs, суммарно), никель (Ni, суммарно), нитраты (по NO3-), нитриты (по NO2-), ртуть (Hg, суммарно), свинец (Рb, суммарно), селен (Se, суммарно), стронций (Sr2+), сульфаты (SO42-), фториды (F-), хлориды (Сl-), хром, цианиды (СN-), цинк (Zn2+);• inorganic substances in water: ammonium nitrogen (NH4+), aluminum (Al3+), barium (Ва2+), iron (Fe, total), cadmium (Сd, total), manganese (Mn, total), copper (Сu, total), molybdenum (Mo, total), arsenic (As, total), nickel (Ni, total), nitrates (for NO3-), nitrites (for NO2-), mercury (Hg, total), lead (Pb, total), selenium (Se, total), strontium (Sr2+), sulfates (SO42-), fluorides (F-), chlorides (Cl-), chromium, cyanides (CN-), zinc (Zn2+);
• органические вещества в воде: γ -изомер ГХЦ (линдан), ДДТ (сумма изомеров), 2,4-Д, четыреххлористый углерод, бензол, бенза(а)пирен;• organic substances in water: γ-isomer HCC (lindane), DDT (sum of isomers), 2,4-D, carbon tetrachloride, benzene, benza(a)pyrene;
• химические вещества в воде: хлор остаточный свободный, хлор остаточный связанный, хлороформ, озон остаточный, формальдегид, полиакриламид, активированная кремнекислота (по Si), полифосфаты (по РО43-);• chemicals in water: residual free chlorine, residual bound chlorine, chloroform, residual ozone, formaldehyde, polyacrylamide, activated silicic acid (according to Si), polyphosphates (according to PO43-);
• органолептические свойства воды: цветность, мутность, запах;• organoleptic properties of water: color, turbidity, smell;
• радиологические вещества в воде: общая β-радиоактивность.• radiological substances in water: total β-radioactivity.
[0094] Управляющий блок 140 имеет отдельный источник питания постоянного тока (не показан) достаточной мощности с возможностью изменения напряжения от 6 до 72 вольт для обеспечения процесса электролиза в теплообменных устройствах 210. В зависимости от количества примесей в воде, на входе при одном и том же напряжении, ток может иметь различные значения, причем чем грязней вода, тем выше ток. Чем чище вода, тем ток меньше. При образовании льда и росте льда на стене ток уменьшается. Также на величину тока влияет температура воды. Максимальный ток возникает только в начале процесса электролиза. Опытным путем доказано, что использовать ток более 5А не безопасно, и этого достаточно, так как есть другие возможности для получения высокого значения рН и отрицательного значения ОВП.[0094] The
[0095] Управляющий блок 140 контролирует температуру воды на входе в систему, температуру воды в теплообменных устройствах 210, температуру на охлаждаемых стенках теплообменных устройств 210, температуру на вытеснителях теплообменных устройств 210, температуру воды в емкостях 510 приемного блока 130. К процессору управляющего блока 140 подключены датчики температуры, уровня давления, все соленоидные клапаны по воде и по газу, компрессор, мотор вентилятора, насосы.[0095] The
[0096] Управляющий блок 140 управляет работой холодильно-агрегатного блока 120, по всем блокам управляет работой электромагнитных соленоидных клапанов или вентилей по воде и по фреону, в зависимости от заданного режима работы, а также работай циркуляционных насосов воды теплообменных устройств 510 и воздушного компрессора 230, включением и отключением бактерицидной лампы, дренажным насосом и насосом подачи чистой воды.[0096] The
[0097] Управляющий блок 140 позволяет выбрать режим работы системы и автоматически выбирает алгоритм работы системы для получения в емкостях 510 приемного блока 130 воды с заданными потребителем параметрами. Потребитель-пользователь может выбрать (или задать) желаемые им параметры по чистоте воды в ppm, задать желаемое значение pH, и значение ОВП. Также допускается комбинированный выбор параметров.[0097] The
[0098] Реализация изобретения при обычных условиях может осуществляться дистанционно и часто под автоматическим компьютерным управлением (например, посредством машинного обучения) для минимизации времени работы оператора. Таким образом, осуществление большинства действий возможно дистанционно в предпочтительных реализациях изобретения. Поэтому метод данного изобретения подразумевает применение автоматизированных клапанов, дистанционно управляемых двигателей и подающих механизмов, датчиков с дистанционными дисплеями и связями с логическим контроллером процесса или PLC, который может быть реализован в управляющем блоке 140. Также эти средства управления могут активировать и контролировать процесс получения необходимых параметров воды.[0098] The implementation of the invention under normal conditions can be carried out remotely and often under automatic computer control (for example, through machine learning) to minimize operator time. Thus, the implementation of most actions is possible remotely in the preferred implementations of the invention. Therefore, the method of this invention involves the use of automated valves, remotely controlled motors and feeders, sensors with remote displays and communications with a logic process controller or PLC, which can be implemented in the
[0099] Программируемый логический контроллер PLC (не показан) представляет собой компьютер, запрограммированный управлять всеми важнейшими функциями системы именно в той последовательности, которая требуется для безопасного запуска, эксплуатации и окончания работы системы по изобретению. Это минимизирует количество операторов, которые должны осуществлять мониторинг системы. Программируемый логический контроллер PLC также является более совершенным средством оптимизации эксплуатации системы, чем программируемые аналоги, которыми операторам было бы сложно управлять, так как это требует обширной подготовки.[0099] A PLC programmable logic controller (not shown) is a computer programmed to control all critical system functions in exactly the sequence required to safely start, operate, and shut down the system of the invention. This minimizes the number of operators that have to monitor the system. The PLC programmable logic controller is also a superior means of optimizing system operation than its programmable counterparts, which would be difficult for operators to control as it requires extensive training.
[00100] Программируемый логический контроллер PLC осуществляет мониторинг параметров каждый несколько секунд и способен распознать и корректировать эксплуатационные проблемы, посылать предупреждения и сигналы тревоги, а также безопасно прекращать работу системы. Оптимизации эксплуатации можно достичь за счет изменения скоростей насосов, положения клапанов, а также добавления химических реагентов для регулирования уровня pH или в качестве антипенных реагентов, а также изменения режимов работы системы.[00100] The PLC programmable logic controller monitors parameters every few seconds and is able to recognize and correct operational problems, send warnings and alarms, and safely shut down the system. Optimization of operation can be achieved by changing pump speeds, valve positions, adding pH adjusting or defoaming chemicals, and changing system modes.
[00101] Программируемый логический контроллер PLC взаимодействует с человеко- машинным интерфейсом или сокращенно HMI (Human Machine Interface), который использует специализированный местный экран или один или более удаленных компьютерных экранов на компьютерах, которые могут быть расположены в диспетчерской. Такие компьютеры также могут быть расположены где угодно на заводе или во всем мире и быть доступны за счет сети Интернет. Это позволяет контролерам, руководству (супервайзерам, менеджменту) и поставщикам сырья осуществлять дистанционный мониторинг системы для должной работы системы и последующей ее оптимизации.[00101] The PLC programmable logic controller interfaces with a human machine interface, or HMI (Human Machine Interface) for short, which uses a dedicated local screen or one or more remote computer screens on computers that may be located in the control room. Such computers can also be located anywhere in the plant or around the world and be accessible via the Internet. This allows controllers, management (supervisors, management) and raw material suppliers to remotely monitor the system for proper system operation and its subsequent optimization.
[00102] Человеко-машинный интерфейс HMI также способен регистрировать данные системы для постоянного хранения записей, для анализа параметров системы и создания административных отчетов для эксплуатации системы по изобретению. Данные анализы и отчеты могут предупредить руководство о предстоящей необходимости ремонта. Даже такие проблемы, как очистка мембран клапанов и т.д., могут быть решены автоматически между использованием порций применяемых по изобретению веществ.[00102] The HMI is also capable of logging system data for persistent storage of records, for analyzing system parameters, and generating administrative reports for operating the system of the invention. These analyzes and reports can alert management to impending repairs. Even problems such as cleaning of valve membranes, etc., can be solved automatically between the use of portions of the substances used according to the invention.
[00103] Управляющий блок 140 может быть оснащен тремя основными кнопками и двумя регулировочными больше/меньше:[00103] The
• Кнопка включения/выключения системы.• System on/off button.
• Кнопка выбора программы работы системы.• Button for selecting the program of the system.
• Кнопка запуска системы в работу/остановки работы, в том числе для изменения выбора программы.• Button to start the system in work/stop work, including for changing the program selection.
• Кнопка больше.• More button.
• Кнопка меньше.• Button less.
[00104] Предусмотрена функция дистанционного управления системой через смартфон, планшет компьютер, с подключением к системам умный дом или аналогичным системам централизованного дистанционного управления.[00104] The function of remote control of the system via a smartphone, tablet computer, with connection to smart home systems or similar centralized remote control systems is provided.
[00105] Режимы работы системы и алгоритм работы раскрыты подробно ниже.[00105] The operating modes of the system and the algorithm of operation are disclosed in detail below.
1. Основной режим работы с требуемой чистотой воды на дисплее и в процессоре и температурой воды на выходе.1. Basic mode of operation with the required water purity on the display and in the processor and the outlet water temperature.
2. Промывка системы без промывки приемного блока 130 (режим рекомендован при ежедневном использовании, с учетом того, что ночью система была отключена).2. Flushing the system without flushing the receiving unit 130 (the mode is recommended for daily use, given that the system was turned off at night).
3. Промывка системы без промывки приемного блока теплообменных устройств 210 с применением чистящего средства (может использоваться, например, лимонная кислота как раствор для пищевого применения - рекомендованное чистящее средство).3. Flushing the system without flushing the receiving unit of the
4. Промывка системы полная.4. Flushing the system is complete.
5. Промывка системы полная с применением чистящего средства.5. Flushing the system completely with the use of a cleaning agent.
6. Режим работы системы с заданным водородным показателем воды pH.6. Mode of operation of the system with a given pH indicator of water pH.
7. Режим работы системы с заданным окислительно-восстановительным потенциалом воды ОВП.7. Mode of operation of the system with a given redox potential of ORP water.
8. Режим работы системы с заданной чистотой воды в ppm, pH и ОВП.8. System operation mode with specified water purity in ppm, pH and ORP.
[00106] Для работы системы необходимы:[00106] For the system to work, you need:
[00107] подключение системы к электросети переменного тока;[00107] Connecting the system to AC power;
[00108] подключение системы к источнику водоснабжения;[00108] connecting the system to a water source;
[00109] подключение системы к канализации или иной приемной емкости достаточного объема для сбора загрязненной воды.[00109] connecting the system to a sewer or other receiving container of sufficient volume to collect contaminated water.
[00110] Включения системы и выбор программы осуществляются следующим образом в примерном варианте реализации.[00110] System activations and program selection are performed as follows in the exemplary embodiment.
[00111] Нажимается кнопка включения. Система подключена к электропитанию.[00111] The power button is pressed. The system is connected to the power supply.
- Кнопкой выбор программы выбирается программа, например: Основной режим работы.- The program selection button selects a program, for example: Basic operating mode.
- Кнопками больше/меньше выбирается желаемое значение чистоты воды на выходе системы в ppm. Для других программ выбираются возможные значения pH и ОВП.- Use the more/less buttons to select the desired value of the purity of the water at the outlet of the system in ppm. For other programs, possible pH and ORP values are selected.
- Далее происходит переход к выбору заданной температуры воды на выходе из системы- Next, there is a transition to the selection of the desired water temperature at the outlet of the system
-+ Нажать кнопку пуск. Система запущена в работу.-+ Press start button. The system has been put into operation.
- На дисплее отображаются все заданные параметры программы, время до окончания цикла, количество готовой воды в приемном блоке 130, ее минерализация, уровень pH и значение ОВП, ее температура, время до окончания цикла, иные параметры системы, в том числе при переводе дисплея в информационный режим (для технических специалистов) можно вывести иные технические параметры контролируемые при работе системы: температуры воды в теплообменном устройстве 210 на охлаждаемой/нагретой стенке теплообменного устройства 210, температуру на стенке вытеснителя, качество воды на входе, температуру кипения фреона в разных точках системы и т.д.- The display shows all the set parameters of the program, the time until the end of the cycle, the amount of ready water in the receiving
[00112] Технология очистки воды и алгоритм работы подробно раскрывается ниже в подробном примере реализации.[00112] The water treatment technology and operation algorithm is detailed below in the detailed implementation example.
[00113] Теплообменное устройство 210 наполняется водой, например, из водопровода.[00113] The
[00114] Бактерицидная лампа (не показана на чертежах) включается при любой подаче воды в систему в момент подачи воды или с опережением, при полной или частичной промывке, любом наполнение теплообменных устройств 210. Бактерицидная лампа включается всегда при подаче воды в систему.[00114] A germicidal lamp (not shown in the drawings) turns on with any water supply to the system at the time of water supply or in advance, with full or partial flushing, any filling of
[00115] Наполнение теплообменного устройства 210, слив воды при промывке, слив загрязненной воды и слив чистой воды, полученной в результате таяния льда, производится через отверстие, расположенное в нижней части теплообменника 210. Распределение потоков воды осуществляется посредством работы соленоидных электромагнитных клапанов. Уровень воды в теплообменном устройстве контролируется датчиком уровня. Если достигается определенный уровень, поток останавливается. При замораживании большого количества льда допускается перелив незамерзшей воды через дренажный канал в дренажную систему приемного блока 130. Для максимальной эффективности работы, вода в теплообменное устройство 210 наливается по максимуму, лед по мере нарастания расширяется и общий объем, вместе с водой, увеличивается. Поднимается общий уровень воды, и вода перетекает в дренаж. В системе используется дренажный насос, в приемной емкости, насосы подачи чистой воды из приемных емкостей, и циркуляционные насосы в каждом теплообменном устройстве 210.[00115] Filling the heat exchanger 210 ', draining the washing water, draining the contaminated water, and draining the clean water resulting from the melting of ice, is performed through the hole located at the bottom of the heat exchanger 210 '. The distribution of water flows is carried out through the operation of solenoid electromagnetic valves. The water level in the heat exchanger is monitored by a level sensor. If a certain level is reached, the flow stops. When freezing a large amount of ice, it is allowed to overflow unfrozen water through the drainage channel into the drainage system of the receiving
[00116] Охлаждение намораживающей стенки теплообменного устройства 210 начинается, в зависимости от программы очистки, до или после наполнения теплообменного устройства 210 водой.[00116] The cooling of the freezing wall of the
[00117] Охлаждение теплообменного устройства 210 начинается заблаговременно, до залива воды в теплообменное устройство 210, температура на охлаждаемой стенке устройства 210 может доходить до -20°С. В зависимости от качественных показателей воды на входе и заданных параметров воды, которую надо получить стенка теплообменного устройства 210 охлаждается от 1 до 15 минут, до начала заполнения теплообменного устройства 210 водой. Также есть варианты реализации, когда сначала в теплообменное устройство 210 поступает вода, а потом включается охлаждение.[00117] The cooling of the
[00118] Низкая температура на охлаждаемой стенке способствует максимально быстрой кристаллизации воды, при этом лед получается максимально плотным и имеет очень высокую степень прозрачности. Плотность и прозрачность льда достигается за счет скорости движения воды вдоль намораживаемой стенки теплообменного устройства 210 и температуры стенки. Чем больше скорость, тем чище лед и как следствие вода из этого льда. Из данного льда получается вода очень высокой чистоты с минимальным количеством примесей.[00118] The low temperature on the cooled wall contributes to the fastest crystallization of water, while the ice is as dense as possible and has a very high degree of transparency. The density and transparency of ice is achieved due to the speed of water movement along the freezing wall of the
[00119] В зависимости от заданных параметров воды, которую пользователь желает получить на выходе, варьируется степень первичного охлаждения теплообменного устройства 210. Чем ниже температура и быстрее движение воды, тем чище полученная изо льда вода.[00119] Depending on the set parameters of the water that the user wants to get at the outlet, the degree of primary cooling of the
[00120] Для отдельных режимов допускается первичное заполнение теплообменного устройства 210 водой и ее постепенное охлаждение, при различных температурных режимах. При одновременном заполнении теплообменного устройства 210 водой и началом его охлаждения температура на стенке теплообменного устройства 210 снижается постепенно. При данном варианте охлаждения в первом слое льда, который легко отделить от основного массива льда, собирается большое количество изотопов кислорода и водорода, так называемых тяжелых составляющих воды. И мы в итоге получаем облегченную воду на выходе.[00120] For certain modes, the primary filling of the
[00121] Температура контролируется датчиком температуры на стенке теплообменного устройства 210 и регулируется работой компрессора холодильного агрегата 120.[00121] The temperature is monitored by a temperature sensor on the wall of the
[00122] Длительность намораживания льда в теплообменном устройстве 210 от 10 до 90 минут. На практике доказано, что 5-10 минут - это минимальное время для кристаллизации льда на стенке теплообменного устройства 210, а за 90 минут, в теплообменном устройстве 210, в конкретном варианте реализации, при самом медленном режиме работы лед упрется в перегородку, и вода перестанет циркулировать. В примерном варианте реализации работает следующий режим: 8 минут охлаждение стенки, заполнение теплообменного устройства 210 водой, намораживание льда длится 52 минуты, лед не достает до стенки 1-2 мм. На выходе получают порядка 55-60% чистой воды, относительно первично залитого в теплообменное устройство 210. По окончании цикла намораживания происходит слив загрязненной воды в дренажную систему 540 приемного блока 130, возможен слив растопленного пристенного льда. Вся грязь остается в незамерзшей воде, как минимум основная часть. Во льду остается только то, что должно остаться в чистой воде. За один цикл работы системы можно получить чистую воду с содержанием 3-3.5ppm, практически дистиллированная вода. Теплообменное устройство 210 переводится режим подогрева и далее сливается растопленный лед в емкости 510 приемного блока 130. Температура в режиме подогрева поднимается до 60°С, но вытекающая чистая вода имеет температуру не более 12°С. Температура повышается постепенно.[00122] The duration of ice freezing in the
[00123] Слив в дренажную систему 540 растопленного пристенного льда позволяет получить воду с минимальным количеством примесей, в том числе в первом слое льда собирается максимальное количество тяжелых изотопов водорода и кислорода (тяжелая вода) вредных для организма. При движении воды в низкотемпературной среде замерзают только молекулы воды. Если движение воды медленное, грязи получается больше, если движения нет совсем, и заморозить весь массив воды все что было то и останется.[00123] Draining melted wall ice into the
[00124] Длительность таяния льда не превышает времени работы теплообменного устройства 210 в режиме намораживания.[00124] The duration of ice melting does not exceed the operating time of the
[00125] Вытеснитель теплообменного устройства 210 находится в теплом состоянии постоянно, независимо от цикла намораживания или оттаивания, то есть подогреваются и его стенки, которые имеют положительные температуры. Температура контролируется датчиком температуры вытеснителя и регулируется работой соленоидных клапанов, обеспечивающих подачу тепла в нагревающий элемент вытеснителя.[00125] The displacer of the
[00126] Вытеснитель, имеющий постоянную положительную температуру, способствует ускоренному движению воды вдоль его стен сверху вниз, так как при температуре +4 0C имеет максимальную плотность, и массу соответственно, из этого следует, что эта вода «тонет» в воде. Вода за счет примесей замерзает не при температуре 0°С, вода начинает замерзать при температуре +3.8°С. Причем перед началом кристаллизации вода сжимается и уплотняется. Соответственно при большой плотности удельный вес воды становится больше обычного. Соответственно, получают разность температур между стенкой охлаждаемой и стенкой вытеснителя. Для того, чтобы развести потоки, между ними находится перегородка. В результате со внешней стороны перегородки и между стенкой вытеснителя вода движется вверх, а меду внутренней стенкой перегородки и вытеснителем вода движется вниз. Дополнительно для ускорения движения воды используется подача воздуха и/или циркуляционные насосы.[00126] The displacer, which has a constant positive temperature, contributes to the accelerated movement of water along its walls from top to bottom, since at a temperature of +4 0 C it has a maximum density and mass, respectively, it follows that this water "sinks" in water. Water due to impurities does not freeze at a temperature of 0°C, water begins to freeze at a temperature of +3.8°C. Moreover, before the crystallization begins, the water is compressed and compacted. Accordingly, at high density, the specific gravity of water becomes larger than usual. Accordingly, the temperature difference between the cooled wall and the displacer wall is obtained. In order to separate the flows, there is a partition between them. As a result, from the outer side of the baffle and between the wall of the displacer, water moves up, and between the inner wall of the baffle and the displacer, water moves down. Additionally, air supply and/or circulation pumps are used to accelerate the movement of water.
[00127] Подогреваемый вытеснитель препятствует переохлаждению воды в теплообменном устройстве 210 и препятствует образованию бинарного (игольчатого) льда.[00127] The heated displacer prevents the water in the
[00128] Постоянно подогреваемый вытеснитель способствует ускорению таяния льда в процессе разморозки.[00128] A constantly heated displacer helps to accelerate the melting of ice during the defrosting process.
[00129] Постоянно подогреваемый вытеснитель способствует стабилизации работы классического холодильного агрегата 120, так как ходильный агрегат 120 выделяет больше тепла, чем производит холода.[00129] The constantly heated displacer helps to stabilize the operation of the
[00130] В зависимости от выбранного режима очистки воды включается воздушный компрессор 310 и/или циркуляционный насос. Чем чище необходимо получить воду, тем интенсивнее компрессор и/или циркуляционные насосы должны работать. Компрессор 310 и насос могут работать как совместно, так и по отдельности в зависимости от выбранного режима работы (все зависит от заданных параметров воды, которую надо получить.). Интенсивность работы компрессора 310 и насоса регулируема в значительных пределах.[00130] Depending on the selected water purification mode, the
[00131] Воздушный компрессор 310 и циркуляционный насос могут работать как вместе, параллельно, так по отдельности, в зависимости от предъявленных к воде на выходе требованиях.[00131] The
[00132] Интенсивность работы насоса и компрессора 310 так же влияют на качественные характеристики воды. Чем интенсивнее работа, тем чище вода.[00132] The intensity of the pump and
[00133] При необходимости получения чистой воды с повышенным значением pH и/или отрицательным значением ОВП на стенку перегородки вытеснителя подается напряжение постоянного тока. Величина и длительность подачи напряжения зависит от заданных параметров pH и, или ОВП.[00133] In order to obtain pure water with an increased pH value and/or a negative ORP value, a DC voltage is applied to the wall of the displacer baffle. The magnitude and duration of the voltage supply depends on the set parameters pH and, or ORP.
[00134] Электролиз включается при определенной температуре охлаждаемой стенки и воды соответственно (от +6 до +10°С, это зависит от того, что надо получить на выходе). Так же регулируется величина постоянного напряжения и силы тока для получения заданных параметров рН и ОВП. Например, если надо получить ОВП -40 и pH 11, 5 подаем 36 V при t воды +10°С. Если надо получить ОВП -80 и рН 11, подаем 42 V при t воды +6°С[00134] Electrolysis is switched on at a certain temperature of the cooled wall and water, respectively (from +6 to +10°C, it depends on what you need to get at the output). The value of the constant voltage and current is also regulated to obtain the specified pH and ORP parameters. For example, if you need to get an ORP of -40 and a pH of 11.5, we supply 36 V at a water t of +10 ° C. If you need to get ORP -80 and pH 11, supply 42 V at t water + 6 ° C
[00135] Причем отрицательные значения ОВП получаются только в первых слоях льда, в связи с этим имея цель получить воду с высоким рН и отрицательными значениями ОВП намораживать много льда нет смысла.[00135] Moreover, negative ORP values are obtained only in the first layers of ice, therefore, with the goal of obtaining water with high pH and negative ORP values, it makes no sense to freeze a lot of ice.
[00136] Для достижения высоких значений рН и ОВП целесообразно использование теплообменного устройства 210, выполненного из титана, более того, элементы теплообменного устройства 210, задействованные в процессе электролиза, должны иметь специальное покрытие, напыление из платины, иридия или аналогичных по свойствам металлов.[00136] To achieve high pH and ORP values, it is advisable to use a
[00137] Теплообменное устройстве 210 в системе может работать как один, так и два (также далее четно 2). При работе двух теплообменных устройств 210 их работа протекает в противофазе. То есть если в первом теплообменном устройстве происходит процесс намораживания льда, то во втором теплообменном устройстве происходит процесс таяния льда.[00137] The
[00138] Работа двух или кратного количества теплообменных устройств в противофазе считается оптимальным вариантом, так как рационально, сбалансировано используется как холод, так и тепло, идет равномерный процесс работы аппарата, особенно холодильного агрегата 120.[00138] The operation of two or a multiple number of heat exchange devices in antiphase is considered the best option, since both cold and heat are rationally and balancedly used, the apparatus is operating uniformly, especially the
[00139] Работа устройства с одним теплообменным устройством 210 может быть предпочтительна в домашних условиях и при необходимости получения небольшого количества воды с заданными параметрами, особенно ОВП и рН. Изъять из системы часть воды с большим отрицательным значением ОВП достаточно сложно, так как ОВП достаточно быстро стремится перейти в положительные значения. С рН проблем особых нет, рН держится достаточно долго, так при хранении воды в холодильнике при температуре +6°С за 40 дней рН опустился всего на 0.5 единиц, что можно списать на погрешность измерения в теории. Воду с отрицательным ОВП из полноценной системы необходимо очень быстро сливать и использовать по назначению.[00139] The operation of the device with a
[00140] Если требуется вода с высокими значениями рН выгоднее использовать систему с двумя и более теплообменниками.[00140] If water with high pH values is required, it is advantageous to use a system with two or more heat exchangers.
[00141] Датчики контроля состава воды по физико-химическим свойствам воды, определяющие - водородный показатель воды pH, окислительно-восстановительный потенциал воды ОВП, солемер кондуктометрический для определения общего солесодержания и температуры воды анализируют воду на входе в теплообменное устройство.[00141] Sensors for monitoring the composition of water by the physical and chemical properties of water, which determine the pH value of the water, the redox potential of the ORP water, and a conductometric salt meter to determine the total salt content and temperature of the water analyze the water at the inlet to the heat exchange device.
[00142] Контрольные датчики так же расположены в приемных емкостях 510 или на выходе из теплообменного устройства 210.[00142] Control sensors are also located in the receiving
[00143] В зависимости от данных, полученных от датчиков, управляющий блок 140 выбирает параметры работы системы по температурам, времени заполнения теплообменных устройств водой, выбирается время цикла охлаждения.[00143] Depending on the data received from the sensors, the
[00144] Приемный блок 130 состоит из одной, двух или более термоизолированных приемных емкостей 510. Температура воды в приемных емкостях 510 поддерживается в интервале от 4 до 16°С. Контролируется датчиками температуры и осуществляется посредством подачи хладоносителя от холодильно-агрегатного блока 120. Регулировка температуры приемных емкостей 510 осуществляется переключение электромагнитных клапанов.[00144]
[00145] Сначала чистая вода поступает в первую емкость до момента срабатывания датчика уровня воды в этой емкости. Далее происходит наполнение второй приемной емкости до момента срабатывания датчика уровня воды во второй емкости.[00145] First, clean water enters the first tank until the water level sensor in this tank is triggered. Next, the filling of the second receiving tank occurs until the water level sensor in the second tank is triggered.
[00146] Ниже +4°С охлаждать воду нет смысла, так как вода начинает замерзать при температуре +3,8°С, возможно переохлаждение воды, в закрытой полости до температуры -8 - -9°С, но в этом случае, с большой долей вероятности, при любом воздействие будет образован бинарный (игольчатый) лед. Выше 16°С вода начинает терять свои физические свойства.[00146] It makes no sense to cool the water below +4°C, since the water begins to freeze at a temperature of +3.8°C, it is possible to overcool the water in a closed cavity to a temperature of -8 - -9°C, but in this case, with with a high degree of probability, binary (acicular) ice will be formed under any impact. Above 16°C, water begins to lose its physical properties.
[00147] При отсутствии расхода чистой воды из приемных емкостей и срабатывание датчиков уровня в первой и второй емкостях 510 происходит остановка процесса намораживания и таяния льда в теплообменных устройствах 210, холодильно-агрегатный блок 120 продолжает поддерживать заданную температуру только в приемных емкостях 510.[00147] In the absence of clean water flow from the receiving tanks and the level sensors in the first and
[00148] При начале расхода воды из емкостей 510 возобновляется работа теплообменных устройств 210 по очистке воды.[00148] At the beginning of the flow of water from the
[00149] Первые 16 часов или заданное потребителем время чистая вода из теплообменных устройств 210 поступает в первую приемную емкость 510. Вторые 16 часов или заданное потребителем время вода из теплообменных устройств 210 вода поступает во вторую приемную емкость.[00149] The first 16 hours, or a user-specified time, clean water from the
[00150] Длительность хранения готовой воды в приемных емкостях 510 ориентировочно 16 часов (время хранения чистой воды задает пользователь). Через 16 часов или заданное потребителем время вода сливается из первой емкости и через 16 часов или заданное потребителем время из второй. В результате потребитель всегда имеет возможность пользоваться чистой и свежей водой.[00150] The duration of storage of the finished water in the receiving
[00151] Слив воды происходит через соленоидные клапаны или вентили в дренажную систему 540 приемного блока 130.[00151] Drainage of water occurs through solenoid valves or valves into the
[00152] Хранить воду более 16 часов особого смысла нет, так как несмотря на то, что вода остается чистой она теряет свои физические свойства. В регионах с ограниченном количеством воды и ее высокой стоимостью данное время хранения может быть не принципиально.[00152] It makes little sense to store water for more than 16 hours, since despite the fact that the water remains clean, it loses its physical properties. In regions where water is limited and expensive, this storage time may not be essential.
[00153] Дренажная система 540 приемного блока 130 состоит из соленоидных электромагнитных клапанов или вентилей, датчика наличия воды в системе и насоса откачки воды - дренажного насоса. Дренажный насос срабатывает от датчика наличия воды в системе или команды от управляющего блока 140. Наличие воды в системе может быть в результате перелива воды из теплообменных устройств 210 в процессе намораживания льда, из-за расширения льда и вытеснения воды из теплообменного устройства 210. В результате слива загрязненой воды из теплообменного устройства 210. При сливе воды из приемной емкости 510.[00153] The
[00154] Приемные емкости 510 имеют насосы с датчиками наличия воды. При работе насоса первой емкости и полном расходе воды насос начинает подавать потребителю воду из второй емкости.[00154] Receiving
[00155] Приемный блок 130 имеет датчик протечки воды. При срабатывании датчика протечки воды управляющий блок 140 перекрывает воду на входе в систему и система переводится в аварийный режим работы.[00155] The receiving
[00156] Холодильно-агрегатный блок 120 работает в различных режимах производительности по холоду, за счет инвертера компрессора 310, для достижения качественных показателей чистой воды.[00156] The
[00157] Производительностью компрессора 310 регулируется температура на охлаждаемой стенке теплообменного устройства 210.[00157] The performance of the
[00158] В системе для оптимизации процессов, экономии электроэнергии и повышения КПД используется тепловыделение холодильного агрегата 120, то есть за счет использования тепла от холодильного агрегата 120 осуществляется оттаивание замороженного льда в теплообменных устройствах 210, подогреваются вытеснители в теплообменных устройствах 210.[00158] In order to optimize processes, save energy and increase efficiency, the system uses the heat dissipation of the
[00159] Холодильно-агрегатный блок 120 через соленоидные электромагнитные клапана или вентили соединен с теплообменным 110 и приемным блоками 130, по холодными и горячими линиям.[00159] The
[00160] При использовании термоэлектрических модулей Пельтье не нужен компрессор, конденсатор, и все электромагнитные клапаны газового контура.[00160] When using Peltier thermoelectric modules, the compressor, condenser, and all solenoid valves of the gas circuit are not needed.
[00161] Система становится много проще, в том числе с точки зрения управления, так, по сути, модуль Пельтье управляется напряжением и током. Однако, в связи с ростом цен на энергоносители и электроэнергию данное устройство в разы дороже в эксплуатации.[00161] The system becomes much simpler, including in terms of control, so, in fact, the Peltier module is controlled by voltage and current. However, due to rising energy and electricity prices, this device is many times more expensive to operate.
[00162] Также надо понимать, что модуль Пельтье - это последовательное соединение множества полупроводников и выход из строя одного из них влечет отказ всего модуля. Основные недостатки - низкий КПД и высокие затраты на электроэнергию. В круглом теплообменнике, и в прямоугольном, как вариант если одна часть охлаждается, то в это место нельзя подать тепло, или надо заводить электронагревательный шнур или подводить иной источник тепла, но это все приводит только к росту затрат на электроэнергию.[00162] It should also be understood that the Peltier module is a serial connection of many semiconductors and the failure of one of them entails the failure of the entire module. The main disadvantages are low efficiency and high energy costs. In a round heat exchanger, and in a rectangular one, as an option, if one part is cooled, then heat cannot be supplied to this place, or an electric heating cord must be connected or another heat source must be connected, but all this only leads to an increase in electricity costs.
[00163] И вытеснитель в данном варианте реализации греется теплыми парами от компрессора, здесь надо делать стандартный электрический тен подогрева, что опять влечет затраты на электроэнергию.[00163] And the displacer in this embodiment is heated by warm vapor from the compressor, here it is necessary to make a standard electric heater, which again entails electricity costs.
[00164] Управляющий блок 140 осуществляет работу всей системы.[00164] The
[00165] По выбранной программе управляющий блок 140 включает/выключает бактерицидную лампу при любой подаче воды в систему.[00165] According to the selected program, the
[00166] Управляет подачей и распределением воды по теплообменникам 210, приемным емкостям 510 и удалением воды из системы через дренажный насос 540 приемного блока 130.[00166] Controls the supply and distribution of water to the
[00167] Управляет подачей чистой воды из приемных емкостей 510 потребителю.[00167] Controls the supply of clean water from the receiving
[00168] Управляющий блок 140 управляет работой всех соленоидных электромагнитных клапанов контура с хладоносителем, и горячим, и холодным - газовый контур.[00168] The
[00169] Все управление происходит за счет открытия/закрытия соленоидных электромагнитных клапанов водяного и газового контура.[00169] All control is by opening/closing the water and gas circuit solenoid valves.
[00170] Управляющий блок 140 контролирует работу и анализирует данные полученные от всех датчиков температуры и датчиков уровня и наличия воды теплообменного 110 и приемного блоков 130.[00170] The
[00171] Анализируя работу датчиков температуры, датчиков уровня и наличия воды управляющий блок 140 в зависимости от выбранной программы очистки посредством переключения клапанов регулирует или поддерживает необходимые температурные режимы в теплообменниках 210 и приемных емкостях 510, управляет работой дренажного насоса 540 приемного блока 130.[00171] Analyzing the operation of temperature sensors, level sensors and the presence of water, the
[00172] При протекании воды и срабатывании датчика протечки управляющий блок 140 переводит систему в аварийный режим и останавливает работу до устранения неисправности - протечки.[00172] When water flows and the leakage sensor is triggered, the
[00173] Ссылаясь на Фиг. 4, управляющий блок 140 может быть реализован в виде вычислительной системы 400 осуществления очистки воды методом перекристаллизации (вымораживания), которая содержит один или более из следующих компонентов:[00173] Referring to FIG. 4, the
• компонент 401 обработки, содержащий по меньшей мере один процессор 402,• a
• память 403,•
• компонент 405 мультимедиа,•
• компонент 406 аудио,•
• интерфейс 407 ввода / вывода (I / O),•
• сенсорный компонент 408,•
• компонент 409 передачи данных.•
[00174] Компонент 401 обработки в основном управляет всеми операциями системы 400, например, осуществляет обработку данных о пользователе или его запросе на выполнение необходимых параметров воды, а также управляет дисплеем, передачей данных, работой камеры. Компонент 401 обработки может включать в себя один или более процессоров 402, реализующих инструкции для завершения всех или части шагов из указанных выше способов. Кроме того, компонент 401 обработки может включать в себя один или более модулей для удобного процесса взаимодействия между другими модулями 401 обработки и другими модулями. Например, компонент 401 обработки может включать в себя мультимедийный модуль для удобного облегченного взаимодействия между компонентом 405 мультимедиа и компонентом 401 обработки.[00174] The
[00175] Память 403 выполнена с возможностью хранения различных типов данных для поддержки работы системы 400, например, базу данных с полученными ранее параметрами воды для автоматизации процесса работы технического решения. Примеры таких данных включают в себя инструкции из любого приложения или способа, контактные данные, данные адресной книги, сообщения, изображения, видео, и т. д., и все они работают на системе 400. Память 403 может быть реализована в виде любого типа энергозависимого запоминающего устройства, энергонезависимого запоминающего устройства или их комбинации, например, статического оперативного запоминающего устройства (СОЗУ), Электрически-Стираемого Программируемого постоянного запоминающего устройства (ЭСППЗУ), Стираемого Программируемого постоянного запоминающего устройства (СППЗУ), Программируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ), постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), магнитной памяти, флэш-памяти, магнитного диска или оптического диска и другого, не ограничиваясь.[00175] The
[00176] Компонент 405 мультимедиа включает в себя экран, обеспечивающий выходной интерфейс между системой 400, которая может быть установлена на мобильном устройстве связи пользователя и пользователем. В некоторых вариантах реализации, экран может быть жидкокристаллическим дисплеем (ЖКД) или сенсорной панелью (СП). Если экран включает в себя сенсорную панель, экран может быть реализован в виде сенсорного экрана для приема входного сигнала от пользователя. Сенсорная панель включает один или более сенсорных датчиков в смысле жестов, прикосновения и скольжения по сенсорной панели. Сенсорный датчик может не только чувствовать границу прикосновения субъекта или жест перелистывания, но и определять длительность времени и давления, связанных с режимом работы на прикосновение и скольжение. В некоторых вариантах осуществления компонент 405 мультимедиа включает одну фронтальную камеру и/или одну заднюю камеру. Когда система 400 находится в режиме работы, например, режиме съемки или режиме видео, фронтальная камера и/или задняя камера могут получать данные мультимедиа извне. Каждая фронтальная камера и задняя камера может быть одной фиксированной оптической системой объектива или может иметь фокусное расстояние или оптический зум.[00176] The
[00177] Компонент 406 аудио выполнен с возможностью выходного и/или входного аудио сигнала. Например, компонент 406 аудио включает один микрофон (MIC), который выполнен с возможностью получать внешний аудио сигнал, когда система 400 находится в режиме работы, например, режиме вызова, режима записи и режима распознавания речи. Полученный аудио сигнал может быть далее сохранен в памяти 403 или направлен по компоненту 409 передачи данных. В некоторых вариантах осуществления компонент 406 аудио также включает в себя один динамик выполненный с возможностью вывода аудио сигнала.[00177] The
[00178] Интерфейс 407 ввода / вывода (I / O) обеспечивает интерфейс между компонентом 401 обработки и любым периферийным интерфейсным модулем. Вышеуказанным периферийным интерфейсным модулем может быть клавиатура, руль, кнопка, и т. д. Эти кнопки могут включать, но не ограничиваясь, кнопку запуска, кнопку регулировки громкости, начальную кнопку и кнопку блокировки.[00178] An input/output (I/O)
[00179] Сенсорный компонент 408 содержит один или более сенсоров и выполнен с возможностью обеспечения различных аспектов оценки состояния системы 400. Например, сенсорный компонент 408 может обнаружить состояния вкл./выкл. системы 400, относительное расположение компонентов, например, дисплея и кнопочной панели, одного компонента системы 400, наличие или отсутствие контакта между субъектом и системой 400, а также ориентацию или ускорение/замедление и изменение температуры системы 400. Сенсорный компонент 408 содержит бесконтактный датчик, выполненный с возможностью обнаружения присутствия объекта, находящегося поблизости, когда нет физического контакта. Сенсорный компонент 408 содержит оптический датчик (например, КМОП или ПЗС-датчик изображения) выполненный с возможностью использования в визуализации приложения. В некоторых вариантах сенсорный компонент 408 содержит датчик ускорения, датчик гироскопа, магнитный датчик, датчик давления или датчик температуры.[00179] The
[00180] Компонент 409 передачи данных выполнен с возможностью облегчения проводной или беспроводной связи между системой 400 и другими устройствами. Система 400 может получить доступ к беспроводной сети на основе стандарта связи, таких как GSM (2G, 3G, 4G, 5G), Wi-Fi, Bluetooth, DECT, СDMA, PHS или их комбинации. В одном примерном варианте компонент 409 передачи данных получает широковещательный сигнал или трансляцию, связанную с ними информацию из внешней широковещательной системы управления через широковещательный канал. В одном варианте осуществления компонент 409 передачи данных содержит модуль коммуникации ближнего поля (NFC), чтобы облегчить ближнюю связь. Например, модуль NFC может быть основан на технологии радиочастотной идентификации (RFID), технологии ассоциации передачи данных в инфракрасном диапазоне (IrDA), сверхширокополосных (UWB) технологии, Bluetooth (BT) технологии и других технологиях.[00180] The
[00181] В примерном варианте осуществления система 400 может быть реализована посредством одной или более Специализированных Интегральных Схем (СИС), Цифрового Сигнального Процессора (ЦСП), Устройств Цифровой Обработки Сигнала (УЦОС), Программируемым Логическим Устройством (ПЛУ), логической микросхемой, программируемой в условиях эксплуатации (ППВМ), контроллером, микроконтроллером, микропроцессором или другим электронным компонентом, и может быть сконфигурирован для реализации способа 200 осуществления очистки воды.[00181] In an exemplary embodiment,
[00182] В примерном варианте осуществления энергонезависимый машиночитаемый носитель содержит память 403, которая включает инструкции, где инструкции выполняются процессором 401 системы 400 для реализации описанных выше способов очистки воды. Например, энергонезависимым машиночитаемым носителем может быть ПЗУ, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), компакт-диск, магнитная лента, дискеты, оптические устройства хранения данных и тому подобное.[00182] In an exemplary embodiment, the non-volatile computer-readable medium includes a
[00183] Вычислительная система 400 может включать в себя интерфейс дисплея, который передает графику, текст и другие данные из коммуникационной инфраструктуры (или из буфера кадра, не показан) для отображения на компоненте 405 мультимедиа. Вычислительная система 400 дополнительно включает в себя устройства ввода или периферийные устройства. Периферийные устройства могут включать в себя одно или несколько устройств для взаимодействия с мобильным устройством связи пользователя, такие как клавиатура, микрофон, носимое устройство, камера, один или более звуковых динамиков и другие датчики. Периферийные устройства могут быть внешними или внутренними по отношению к мобильному устройству связи пользователя. Сенсорный экран может отображать, как правило, графику и текст, а также предоставляет пользовательский интерфейс (например, но не ограничиваясь ими, графический пользовательский интерфейс (GUI)), через который субъект может взаимодействовать с мобильным устройством связи пользователя, например, получать доступ и взаимодействовать с приложениями, запущенными на устройстве.[00183]
[00184] Элементы заявляемого технического решения находятся в функциональной взаимосвязи, а их совместное использование приводит к созданию нового и уникального технического решения. Таким образом, все блоки функционально связаны.[00184] The elements of the proposed technical solution are in a functional relationship, and their joint use leads to the creation of a new and unique technical solution. Thus, all blocks are functionally connected.
[00185] Все блоки, используемые в системе, могут быть реализованы с помощью электронных компонент, используемых для создания цифровых интегральных схем, что очевидно для специалиста в данном уровне техники. Не ограничиваюсь, могут использоваться микросхемы, логика работы которых определяется при изготовлении, или программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), логика работы которых задается посредством программирования. Для программирования используются программаторы и отладочные среды, позволяющие задать желаемую структуру цифрового устройства в виде принципиальной электрической схемы или программы на специальных языках описания аппаратуры: Verilog, VHDL, AHDL и др. Альтернативой ПЛИС могут быть программируемые логические контроллеры (ПЛК), базовые матричные кристаллы (БМК), требующие заводского производственного процесса для программирования; ASIC - специализированные заказные большие интегральные схемы (БИС), которые при мелкосерийном и единичном производстве существенно дороже.[00185] All blocks used in the system can be implemented using electronic components used to create digital integrated circuits, which is obvious to a person skilled in the art. Not limited to, microcircuits, the logic of which is determined during manufacture, or programmable logic integrated circuits (FPGA), the logic of which is set by programming, can be used. Programmers and debugging environments are used for programming, allowing you to set the desired structure of a digital device in the form of a circuit diagram or a program in special hardware description languages: Verilog, VHDL, AHDL, etc. An alternative to FPGAs can be programmable logic controllers (PLCs), basic matrix crystals ( BMK), requiring a factory production process for programming; ASIC - specialized custom-made large integrated circuits (LSI), which are significantly more expensive for small-scale and single-piece production.
[00186] Обычно, сама микросхема ПЛИС состоит из следующих компонент:[00186] Typically, the FPGA chip itself consists of the following components:
• конфигурируемых логических блоков, реализующих требуемую логическую функцию;• configurable logical blocks that implement the required logical function;
• программируемых электронных связей между конфигурируемыми логическими блоками;• programmable electronic links between configurable logic blocks;
• программируемых блоков ввода/вывода, обеспечивающих связь внешнего вывода микросхемы с внутренней логикой.• programmable input/output blocks that provide communication between the external output of the microcircuit and the internal logic.
[00187] Также блоки могут быть реализованы с помощью постоянных запоминающих устройств.[00187] Blocks can also be implemented using read-only memories.
[00188] Таким образом, реализация всех используемых блоков достигается стандартными средствами, базирующимися на классических принципах реализации основ вычислительной техники.[00188] Thus, the implementation of all used blocks is achieved by standard means based on the classical principles of implementing the fundamentals of computer technology.
[00189] Как будет понятно специалисту в данной области техники, аспекты настоящего технического решения могут быть выполнены в виде системы, способа или компьютерного программного продукта. Соответственно, различные аспекты настоящего технического решения могут быть реализованы исключительно как аппаратное обеспечение, как программное обеспечение (включая прикладное программное обеспечение и так далее) или как вариант осуществления, сочетающий в себе программные и аппаратные аспекты, которые в общем случае могут упоминаться как «модуль», «система» или «архитектура». Кроме того, аспекты настоящего технического решения могут принимать форму компьютерного программного продукта, реализованного на одном или нескольких машиночитаемых носителях, имеющих машиночитаемый программный код, который на них реализован.[00189] As one of skill in the art will appreciate, aspects of the present technical solution may be implemented as a system, method, or computer program product. Accordingly, various aspects of the present technical solution may be implemented solely as hardware, as software (including application software, etc.), or as an embodiment combining software and hardware aspects, which may be generally referred to as a "module" , "system" or "architecture". In addition, aspects of the present technical solution may take the form of a computer program product implemented on one or more computer-readable media having computer-readable program code embodied thereon.
[00190] Также может быть использована любая комбинация одного или нескольких машиночитаемых носителей. Машиночитаемый носитель хранилища может представлять собой, без ограничений, электронную, магнитную, оптическую, электромагнитную, инфракрасную или полупроводниковую систему, аппарат, устройство или любую подходящую их комбинацию. Конкретнее, примеры (неисчерпывающий список) машиночитаемого носителя хранилища включают в себя: электрическое соединение с помощью одного или нескольких проводов, портативную компьютерную дискету; жесткий диск, оперативную память (ОЗУ), постоянную память (ПЗУ), стираемую программируемую постоянную память (EPROM или Flash-память), оптоволоконное соединение, постоянную память на компакт-диске (CD-ROM), оптическое устройство хранения, магнитное устройство хранения или любую комбинацию вышеперечисленного. В контексте настоящего описания, машиночитаемый носитель хранилища может представлять собой любой гибкий носитель данных, который может содержать или хранить программу для использования самой системой, устройством, аппаратом или в соединении с ними.[00190] Any combination of one or more computer-readable media can also be used. The computer-readable storage medium can be, without limitation, an electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor system, apparatus, device, or any suitable combination thereof. More specifically, examples (non-exhaustive list) of a computer-readable storage medium include: an electrical connection using one or more wires, a portable computer diskette; hard disk, random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable read only memory (EPROM or Flash memory), fiber optic connection, compact disc read only memory (CD-ROM), optical storage device, magnetic storage device or any combination of the above. As used herein, a computer-readable storage medium can be any flexible storage medium that can contain or store a program for use by or in connection with a system, device, apparatus.
[00191] Программный код, встроенный в машиночитаемый носитель, может быть передан с помощью любого носителя, включая, без ограничений, беспроводную, проводную, оптоволоконную, инфракрасную и любую другую подходящую сеть или комбинацию вышеперечисленного.[00191] Program code embedded in a computer-readable medium may be transmitted using any medium, including, without limitation, wireless, wired, fiber optic, infrared, and any other suitable network, or a combination of the foregoing.
[00192] Компьютерный программный код для выполнения операций для шагов настоящего технического решения может быть написан на любом языке программирования или комбинаций языков программирования, включая объектно-ориентированный язык программирования, например Python, R, Java, Smalltalk, С++ и так далее, и обычные процедурные языки программирования, например язык программирования «С» или аналогичные языки программирования. Программный код может выполняться на компьютере пользователя полностью, частично, или же как отдельный пакет программного обеспечения, частично на компьютере пользователя и частично на удаленном компьютере, или же полностью на удаленном компьютере. В последнем случае, удаленный компьютер может быть соединен с компьютером пользователя через сеть любого типа, включая локальную сеть (LAN), глобальную сеть (WAN) или соединение с внешним компьютером (например, через Интернет с помощью Интернет-провайдеров).[00192] The computer program code for performing the operations for the steps of the present technical solution may be written in any programming language or combinations of programming languages, including an object-oriented programming language such as Python, R, Java, Smalltalk, C++, and so on, and conventional procedural programming languages, such as the "C" programming language or similar programming languages. The program code may be executed in whole, in part, on the user's computer, or as a separate software package, in part on the user's computer and in part on a remote computer, or entirely on a remote computer. In the latter case, the remote computer may be connected to the user's computer via any type of network, including a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a connection to an external computer (eg, via the Internet via ISPs).
[00193] Аспекты настоящего технического решения были описаны подробно со ссылкой на блок-схемы, принципиальные схемы и/или диаграммы способов, устройств (систем) и компьютерных программных продуктов в соответствии с вариантами осуществления настоящего технического решения. Следует иметь в виду, что каждый блок из блок-схемы и/или диаграмм, а также комбинации блоков из блок-схемы и/или диаграмм, могут быть реализованы компьютерными программными инструкциями. Эти компьютерные программные инструкции могут быть предоставлены процессору компьютера общего назначения, компьютера специального назначения или другому устройству обработки данных для создания процедуры, таким образом, чтобы инструкции, выполняемые процессором компьютера или другим программируемым устройством обработки данных, создавали средства для реализации функций/действий, указанных в блоке или блоках блок-схемы и/или диаграммы.[00193] Aspects of the present technical solution have been described in detail with reference to block diagrams, circuit diagrams and/or diagrams of methods, devices (systems), and computer program products in accordance with embodiments of the present technical solution. It should be appreciated that each block from the block diagram and/or diagrams, as well as combinations of blocks from the block diagram and/or diagrams, may be implemented by computer program instructions. These computer program instructions may be provided to the processor of a general purpose computer, a special purpose computer, or other data processing device to create a procedure, such that the instructions executed by the computer processor or other programmable data processing device create the means to implement the functions/actions specified in block or blocks of a flowchart and/or diagram.
[00194] Эти компьютерные программные инструкции также могут храниться на машиночитаемом носителе, который может управлять компьютером, отличным от программируемого устройства обработки данных или отличным от устройств, которые функционируют конкретным образом, таким образом, что инструкции, хранящиеся на машиночитаемом носителе, создают устройство, включающее инструкции, которые осуществляют функции/действия, указанные в блоке блок-схемы и/или диаграммы.[00194] These computer program instructions may also be stored on a computer-readable medium that can control a computer other than a programmable data processing device or other than devices that operate in a particular manner such that the instructions stored on the computer-readable medium create a device including instructions that perform the functions/actions indicated in the block diagram and/or diagram.
[00195] Ниже в Таблице 1 показано достижение технического результата данного технического решения. В Таблице 1 показания сняты при следующих условиях:[00195] Table 1 below shows the achievement of the technical result of this technical solution. In Table 1, readings were taken under the following conditions:
• чистота исходный воды равняется 249 ppm;• the purity of the source water is 249 ppm;
• напряжение в вольтах постоянное и указано в таблице;• voltage in volts is constant and indicated in the table;
• ток в амперах указан в начальный момент подачи напряжения на перегородку;• current in amperes is indicated at the initial moment of applying voltage to the partition;
• температура воды в начальный период подачи напряжения на перегородку равна 10 градусам Цельсия.• water temperature in the initial period of applying voltage to the partition is 10 degrees Celsius.
Claims (68)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2022/000242 WO2023211308A1 (en) | 2022-04-28 | 2022-07-27 | System and method for purifying water by recrystallization |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2780068C1 true RU2780068C1 (en) | 2022-09-19 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1880236A (en) * | 2006-05-09 | 2006-12-20 | 青岛大学 | Sea water desalting method |
RU2550191C1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Water purification apparatus |
WO2015111405A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Water purifier, method of purifying water, fluid purifier and method of purifying a fluid |
RU192027U1 (en) * | 2019-01-30 | 2019-08-30 | Общество с ограниченной ответственностью "МАКСИМУМ" | HEAT EXCHANGE DEVICE FOR WATER TREATMENT SYSTEM BY RECRYSTALLIZATION METHOD |
CN112591837A (en) * | 2020-11-20 | 2021-04-02 | 华春新能源股份有限公司 | Double-effect heat pump freezing seawater desalination device |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1880236A (en) * | 2006-05-09 | 2006-12-20 | 青岛大学 | Sea water desalting method |
RU2550191C1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Water purification apparatus |
WO2015111405A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Water purifier, method of purifying water, fluid purifier and method of purifying a fluid |
RU192027U1 (en) * | 2019-01-30 | 2019-08-30 | Общество с ограниченной ответственностью "МАКСИМУМ" | HEAT EXCHANGE DEVICE FOR WATER TREATMENT SYSTEM BY RECRYSTALLIZATION METHOD |
CN112591837A (en) * | 2020-11-20 | 2021-04-02 | 华春新能源股份有限公司 | Double-effect heat pump freezing seawater desalination device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5484538A (en) | Multiple service water purifier and dispenser and process of purifying water | |
CA2341106C (en) | Portable, potable water recovery and dispensing apparatus | |
RU2393996C1 (en) | Method of purifying water and apparatus for realising said method | |
CA1333560C (en) | Dual freezing chamber system and method for water purification | |
US5855795A (en) | Methods and apparatus for sterilizing purified water stored in a water purifier | |
KR100536614B1 (en) | Waterpurifier for hot and cold water combined use of ionized water | |
RU2780068C1 (en) | System and method for water purification by the recrystallization method | |
KR0146826B1 (en) | Draining control apparatus of cold and hot water purifier and method thereof | |
US9114345B2 (en) | Low power water filter monitoring system | |
WO2023211308A1 (en) | System and method for purifying water by recrystallization | |
JPH047273B2 (en) | ||
RU2725403C1 (en) | System for water purification by recrystallisation and sectional heat exchange device for its implementation (versions) | |
JP2807442B2 (en) | Data backup device for cold and hot water purifier | |
EP2687798A2 (en) | New household benchtop device for purifying and cooling water | |
KR20160094732A (en) | Apparatus for operating water purifier | |
KR0175895B1 (en) | Temperature control apparatus and method of a water purifier | |
JP2007333325A (en) | Ice making device and refrigerator equipped with same | |
KR101153424B1 (en) | Method for operating compressor of cold water ionizer | |
RU1808077C (en) | Domestic refrigerator | |
KR20020013610A (en) | Oxygen condensed cold/hot purifying water method and the purifier thereof | |
KR200233790Y1 (en) | A clean water apparatus having rapidity cooling function | |
US20230357052A1 (en) | Water purification apparatus and control method therefor | |
JP2003176969A (en) | Cold water supply device | |
KR20100056223A (en) | Water purifier of rapid cooling | |
JPH0783532A (en) | Water treatment apparatus with cooling function |