TW593965B - Preventive scaling method for a water cycle system - Google Patents

Description

593965 五、發明說明（1) 【發明領域】 本發明係關於一種水循環系統之預防結垢方法，特別是 關於一除垢裝置利用泵浦、高壓過濾器、高頻電波裝置及 抑裝置以依序進行抽水、初步過遽、產生南頻電波以防 止產生水垢及抑制微生物生長，以提高水循環系統之熱交 換效率並節省用電。 【先前技術】 一般水循環系統係包含中央空調、冷凍櫃、保溫裝置或 鍋爐之熱交換系統，該水循環系統係利用半開放式或封閉 式之流動水液進行熱交換，以達到冷卻、冷康、散熱或加 熱之目的，但是水液在水循環系統之水管中流動一段時間 後，通常會在水管、熱交換器之内壁逐漸累積各類水垢， 該水垢包含約、鎂之碳酸鹽、礙酸氫鹽及構酸鹽，或二g 化矽〔黏土〕及鐵鏽，甚至有時内壁亦會滋生藻類、青H 苔，如第1圖所示，該水垢或青苔之累積不但大幅降低水 循環系統之熱交換效率且增加系統耗電量，甚至在結垢嚴 重時導致鍋爐意外爆炸或水循環系統之裝置永久性毁損。 習用水循環系統之預防結垢方法，其通常係可利用化學 除垢劑、離子交換軟水設備或人工定時清洗，以克服上述 水垢累積問題。然而，當使用該化學除垢劑時，其用量需 小心控制，用量過少時無法有效防止結垢，而用量過多時 將腐蝕水管、水塔或熱交換器之内壁，且無法防止二氧化 石夕蓄積成水垢，及其水液中存有過多化學物質也容易污染 週邊環境，因而不符環保需求；當使用該離子交換軟水設

C:\Logo-5\Fi ve Cont inents\PK8781.ptd 第5頁 593965 五、發明說明（2) 備時，其利 少形成碳酸 加速、促使 垢，且該離 水設備亦因 工定時清洗 的清除各構 程中該水循 環系統之預 有鑑於此 增設一除垢 壓過濾器、 步過濾、產 積形成水垢 熱交換效率 路或污染環 【發明概要 水循環系 之機率， 亦無法防 使用壽命 法設置在 ，則不但 置所累積 被迫停土 有必要進 上述缺點 自動控制 及抑菌裝 全面性的 物生長， 自動化管 '鎂離子 的鈉離子 化矽蓄積 及該離子 間；及當 力，且1 ，同時在 因此，上 以改良。 在水循環 動調控果 序進行抽 、鎂、石夕 發明不但 亦能避免 用鈉離 、磷酸 鐵鏽形 子交換 體積龐 水循環 件内壁 環系統 防結垢 ’本發 裝置， 南頻電 生高頻 ，及抑 、節省 境。 ] 子交換 沈澱物 成，其 樹脂之 大而無 系統時 細部位 也必需 方法實 明改良 其利用 波裝置 電波以 制微生 用電及 统之鈣 值水中 有限， 狹窄空 孝€時耗 之水垢 運轉。 一步加 ’其係 系統自 置以依 防止|弓 如此本 理，且 ，以減 過多會 成水 交換軟 利用人 法有效 清除過 述水循 系統中 浦、高 水、初 m 本發明之主要目的係提供一種水循環系統之預防結垢方 法’其中利用咼壓過滤器、高頻電波裝置及抑菌裝置，以 過濾雜質、改變水垢之帶電性，並抑制微生物生長，使本 發明具有防止形成水垢及提高熱交換效率之功效。 本發明之次要目的係提供一種水循環系統之預防結垢方 法’其中利用一自動控制系統自動調控該泵浦、高壓過淚 器、高頻電波裝置及抑菌裝置，使本發明具有自動化去除

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593965 五、發明說明（3) 水垢之功效。 本發明之另一目的係提供一種水循環系統之預防結垢方 法，其中選擇設置一耗能監控系統，以監控水循環系統之 溫控裝置之耗能情況，使本發明具有監控實際除垢效能之 功效。 根據本發明之水循環系統之預防結垢方法，其包含下列 步驟：利用一泵浦抽出該水循環系統之部份水液；利用一 高壓過濾器過濾水中雜質、水垢；利用一高頻電波裝置使 水垢轉變成電中性之懸浮微粒；利用一抑菌裝置注入抑菌 劑以抑制藻類/微生物生長；藉由一自動控制系統調控上 述各裝置之效能；及選擇使用一耗能監控系統以監控水循 環系統之一溫控裝置之耗能情況。 【發明說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯^每 懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作 詳細說明如下： 第2圖揭示本發明水循環系統之預防結垢方法之流程 圖；及第3圖揭示本發明使用水循環系統之預防結垢方法 之除垢裝置之示意圖。 請參照第2及3圖所示，本發明係於一水循環系統1 0設置 一除垢裝置2 0，其包含一泵浦2 1、一高壓過濾器2 2、一高 頻電波裝置2 3、一抑菌裝置2 4、一自動控制系統2 5及一耗 能監控系統2 6，其除垢方法係包含下列步驟：利用該泵浦 2 1抽出該水循環系統1 0之部份水液；利用該高壓過濾器2 2

C:\Logo-5\Five Cont inents\PK8781.ptd 第7頁 593965 五、發明說明（4) 過濾水中雜質:水垢；利用該高頻電波裝置23使水 成電中性之懸洋微粒；利用該抑菌裝置24注入抑菌劑以二 制無類/微生物生長；藉由該自動控制系統25調控上"述久P 裝置21、22、23、24之效能；並依需求選擇使用該耗能口監 控系統26以監控該水循環系統1〇之溫控装置15之耗能情 況。 凊再麥照第2及3圖所示，本發明水循瓖系統之預防結垢 方法第一步驟係利用一泵浦21抽出一水循環系統10之部份 水液、。本电明之除垢裝置2 0係選擇設置於一水循環系統1 0 之適當位置’該水循環系統丨〇較佳係為中央空調系統、冷 ，檀、保溫裝置或鍋爐等熱交換系統，其通常包含一集水 器1 1及數條水管12。該除垢裝置2〇較佳係藉由二τ型管！ 3 連接該水管12，並利用一泵浦21將該水循環系統10之部份 水液導出，如此該除垢裝置2 〇之安裝及水垢處理不影響該 水循環系統1 0之水液流動及系統運作效率。再者，二該右 型管1 3間之水管1 2亦可依需求選擇設置/濾網1 4，以增加 该水循環系統1 0過濾雜質或縣浮水垢之姝果。 請再參照第2及3圖所示，本發明之水循環系統之預防結 垢方法第二步驟係利用一高壓過滤器2 2過濾水中雜質、水 垢。該高壓過濾器2 2之濾材係由粗砂、棉網及細砂組成， 其過濾能力可達2 0至5微米〔// m〕，及其在過濾時較佳係 利用一控制閥221產生2 0 0至30 OkPa之壓力’如此使該高壓 過濾器22能以較快過濾速度〔300至40 0公升/min〕處理由 該泵浦2 1導入之水液，以符合大型水循瓖系統1 0之水液流

593965 五、發明說明（5) 動速率需求。 請再參照第2及3圖所示，本發明之水循環系統之預防结 垢方法第三步驟係利用一高頻電波裝置23使水垢轉變成^ 中性之懸浮微粒。水液中形成之水垢通常係包含鈣、鎂之 碳酸鹽、碳酸氫鹽及磷酸鹽、二氧化矽〔黏土〕及鐵鏽， 其中所佔比例最高者為碳酸鈣。對碳酸鈣而言，水垢係碳 酸舞之方解石狀晶體，其不溶於水且容易蓄積於管壁；^ 若能將碳酸鈣之水垢轉變成帶電中性之霰石 〔ar agon i t e〕狀晶體時，則該水垢將可脫離管壁，並形 ^霞1微粒而穩定的懸浮於水中，是以本發明利用該高頻 包波k置2 3產生高頻電波以將碳酸約水垢之方解石狀晶體 轉變成帶電中性之霰石微粒，同時亦將其他鎂、鐵、: 2之水垢轉變成帶電中性之懸浮微粒。本發明之高頻電波 裝置23係設有一線圈231，該線圈231以可依流速、水溫及 水質硬度，而輪出1 5 0 0至75〇〇112及2〇至3〇〇1^之高頻電& 波，其用以處理流經之水垢〔例如由管壁脫落之水垢碎3 片丄或水液中剛形成之水垢顆粒〕，如此不溶於水之水垢 ί::ΐ ΐ處理後將轉變成帶電中性之懸浮微粒而穩定的 懸〉于於水中。 Θ t =阿肩二波I置2 3不但能防止該水循環系統1 0產生新 新i:::使該水循環系統1〇蓄積於管壁之舊水垢剝 二垢。再者巧疋之懸浮微粒，因而其確實亦可去除舊 i f叙f::向頻電波裝置2 3產生之懸浮微粒可隨著水 液▲動，如此部份懸浮微粒可在下一

C:\Logo5\Five Continents\PK878l .ptd 第9頁 593965 五、發明說明（6) 同 濾器2 2及/或濾網1 4所濾除’未渡除之剩餘懸浮微粒則繼 續穩定的懸浮於水中。另外’該高頻電波裝置2 3對水液施 予高頻電波時，亦會產生微量雙氧水等副產物，因而其心 時具有部分殺菌作用。 請再參照第2及3圖所示，本發明之水循環系統之預防結 垢方法第四步驟係利用一抑菌裝置2 4〉主入抑菌劑以抑制琴 類/微生物生長。該抑菌裝置2 4係透擇利用機械式或電子& 式機構〔未繪示〕以將預定抑菌劑定時、定量的注入水 中，該抑菌裝置24較佳係選用不含溴、氣之抑菌劑，例如 PP-100〔博倫國際有限公司代理〕，該PP-100抑菌劑不= 可抑制水中之藻類/微生物滋生，及避免硬水產生水垢， 且由於其係由純植物性原料製成，因此具有極佳生物分解 性，而不會對環境造成污染。再者，該抑菌裝置2 4亦可直 接置換成一紫外線殺菌器〔未繪示〕，或選擇使該抑菌梦 置2 4搭配該紫外線殺菌器以共同抑制微生物生長。 ρ又 請再參照第2及3圖所示，本發明之水循環系統之預防^結 垢方法第五步驟係藉由一自動控制系統2 5調控上述各裝置 2 1、2 2、2 3、2 4之效能。由於水液中之電導度係與水質硬 度成正比，因而本發明利用該自動控制系統2 5量測水中之 電導度〔量測範圍為0至2 〇〇〇 μ s/cm〕，以便獲得水質硬 度之一相對參考值，如此即可依該相對參考值之大小而加 以自動調控該泵浦2 1、高壓過濾器2 2、高頻電波裝置2 3及 抑菌裝置2 4之流速、過濾速度、電波頻率及抑菌劑用量。 再者，為了方便人員目視監控或依需求改變設定值，該自

C:\Logo-5\Five Cont inents\PK8781.ptd 第10頁 593965 五、發明說明（7) 動控制系統2 5可選擇設置一顯示器2 5 1，其較佳係一 L C D液 晶顯示器；及由於本發明之除垢裝置2 〇通常設於屋頂等人 員不易到達之位置，因此該自動控制系統2 5亦可選擇連接 一電腦2 5 2，以便人員直接利用該電腦2 5 2而作遠端監控或 依需求改變設定值。 請再參照第2及3圖所示，本發明之水循環系統之預防結 垢方法第六步驟係依需求選擇使用一耗能監控系統2 6以監 控該水循環系統1 〇之一溫控裝置丨5之耗能情況。一般而 言，該水循環系統1 0通常設有一溫控裝置1 5以便冷卻/加 熱水液供進行熱交換作用〔冷卻、冷凍、保溫、加熱〕， 该溫控裝置1 5通常包含數個冷卻/加熱裝置及一溫控主機 ^未繪示〕，，該溫控主機之耗能情況係與該冷卻/加熱 I置之水官1 2畜積之水垢厚度成正比。因此，本發明選擇 叹置一耗能監控糸統26，其具有電力諧波分析能力〔譜 總里、’變係數及谐波分量分析〕，以供監控該溫控裝置 1 5之耗能情況，且可選擇藉由開放式rs_48 5數據通信、 M〇dbs-RTU或DNP協議，以連接該自動控制系統25，如此該 自動控制系統2 5能另外監控該溫控裝置丨5之耗能情況，甚 至進一步依該耗能情況加以調控各裝置2丨、2 2、2 3、2 4之 效能。 士上所述本电月水循環系統之預防結垢方法係在不影 響一水循環系統10之正常運作下安裝一除垢裝置2〇，而該 除垢裝置20利用一高頻電波裝置23以防止該水循環系統10 之水液中形成新的水垢，並同時使該水循環系統丨〇長久蓄

第11頁 593965 五、發明說明（8) 積於管壁之舊水垢剝落並重新轉變成帶電中性之穩定懸浮 微粒〔如霰石微粒〕，因而其確實亦可去除舊水垢。再 者，本發明之抑菌裝置2 4、自動控制裝置2 5及耗能監視系 統2 6亦同時具有抑制微生菌生長、自動化去除水垢及監控 實際除垢效能之優點。 請再參照第3圖所示，本發明水循環系統之預防結垢方 法係在一水循環系統1 0中增設一除垢裝置2 0，其利用一自 動控制系統2 5自動調控一泵浦2 1、一高壓過滤器2 2、一高 頻電波裝置2 3及一抑菌裝置2 4以依序進行抽水、初步過 濾、產生高頻電波以全面性的防止鈣、鎂、矽、鐵蓄積形 成水垢，及抑制微生物生長。相較於習用化學除垢、離子 交換或人工清洗之方法常具有腐蝕管路、污染環境、耗費 人力、無法除去二氧化矽及鐵鏽之水垢等缺點，本發明水 循環系統之預防結垢方法確實具有能提高熱交換效率、節 省用電、自動化管理及符合環保概念之功效。 t贫鐵 雖然本發明已以較佳實施例揭示，然其並非用以限定本 發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍 内，當可作各種更動與修改，因此本發明之保護範圍當視 後附之申請專利範圍所界定者為準。

C:\Logo-5\Fi ve Cont inents\PK8781.ptd 第12頁 593965 圖式簡單說明 【圖式說明】 第] -圖 • 習 用 水 循 環系統 之 水 垢 厚 度 與 執 交 換 效 能 損 耗 比 率之統 計 圖 0 第2圖 本 發 明 水 循環系 統 之 預 防 結 垢 方 法 之 流 程 圖 〇 第：： )圖 二 本 發 明 使 用水循 環 系 統 之 預 防 結 垢 方 法 之 除 垢 裝 置之示 意 圖 〇 [ 圖號說 明 ] 10 水 循 環 糸 統 11 集 水 器 12 水 管 13 T 型 管 14 處 網 15 溫 控 裝 置 20 除 垢 裝 置 21 泵 浦 22 壓 過 濾 哭 σ 口 221 控 制 閥 23 頻 電 波 裝 置 231 線 圈 24 抑 菌 裝 置 25 白 動 控 制 系 統 251 顯 示 器 252 電 腦 26 耗 能 監 控 系 統

C:\Logo-5\Fi ve Cont inents\PK8781.ptd 第13頁

Claims (1)

1. 593965 六、申請專利範圍 1、 一種水循環系統之預防結垢方法，其包含下列步驟： 利用一泵浦抽出該水循環系統之部份水液； 利用一高壓過濾、器過滤水中雜質、水垢； 利用一高頻電波裝置使水垢轉變成電中性之懸浮微粒 利用一抑菌裝置注入抑菌劑以抑制藻類/微生物生長 :及 藉由一自動控制系統調控上述各裝置之效能。 2、 依申請專利範圍第1項所述之水循環系統之預防結垢 方法，其中該栗浦、局壓過濾、器、南頻電波裝置、抑 菌裝置及自動控制系統構成一除垢裝置。 3、 依申請專利範圍第2 項所述之水循環系統之預防結垢 方法，其中該除垢裝置係藉由二T型管連接該水循環 系統之水管。 4、 依申請專利範圍第3 項所述之水循環系統之預防結‘ 方法，其中該水循環系統之水管在二該T型管之間設 置一濾網。 5、 依申請專利範圍第1項所述之水循環系統之預防結垢 方法，其中該高壓過濾器之濾材係由粗砂、棉網及細 砂組成。 6、 依申請專利範圍第5項所述之水循環系統之預防結垢 方法，其中該高壓過渡器之渡材之過濾、能力為2 0至5 微米。 7、 依申請專利範圍第1項所述之水循環系統之預防結垢

   C:\Logo-5\Five Cont inents\PK8781.ptd 第14頁 593965 六、申請專利範圍 方法，其中該高壓過濾器設有一控制閥能產生2 0 0至 300kPa之壓力，以達到3⑽至公升/ min之過濾速度 1112 13 14 依申請 方法， 電波， 浮微粒依申請 方法， 其電流依申請 方法， 同時產依申請 方法，依申請 方法，依申請 方法， 到水質 對參考 波裝置依申請 方法， 專利範 其中該 以使不 〇 專利範 其中該 介於20 專利範 其中該 生微量 專利範 其中該 專利範 其中該 專利範 其中該 硬度之 值之大 、抑菌 專利範 其中該 圍第1項所述之水循環系統之預防結垢 高頻電波裝置係設有一線圈可產生高頻 溶於水之水垢轉變成帶電中性之穩定懸 圍第8 項所述之 高頻電波之頻率 至300mA 。 圍第8項所述之 高頻電波裝置對 雙氧水，以供殺 圍第1項所述之 抑菌裝置使用不 圍第11項所述之 抑菌劑為pp~1QQ 圍第1 項所述之 自動控制系、统$ 一相對參考值’ 小而調控該i @ 裝置之效能° 圍第1 3項所述之 自動控制系、统i 水循環系 介於1500 水循環系 水液施予 菌。 水循環系 含溴、氯 水循環系 〇 水循環系 測水中之 該自動控 、高壓過 水循環系 測之電導 統之預防結垢 至7500Hz ，及 統之預防結垢 高頻電波時 統之預防結垢 之抑菌劑。 、统之預防結垢 、统之預防結垢 電導度，以得 制系統依該相 濾器、高頻電 统之預防結垢 夜範圍介於0

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   593965 六、申請專利範圍 至2000 //s/cm 〇 1 5、依申請專利範圍第1項所述之水循環系統之預防結垢 方法，其中該自動控制系統另設有一顯示器。 1 6、依申請專利範圍第1項所述之水循環系統之預防結垢 方法，其中該自動控制系統另連接一電腦，以做遠端 監控/調整。 1 7、依申請專利範圍第1項所述之水循環系統之預防結垢 方法，其中該除垢裝置另設有一耗能監控系統，以供 監控該水循環系統之一溫控裝置之耗能情況。 1 8、依申請專利範圍第1 7項所述之水循環系統之預防結垢 · 方法，其中該耗能監控系統監控該水循環糸統之溫控 . 裝置之電力諧波。 1 9、依申請專利範圍第1 7項所述之水循環系統之預防結垢 方法，其中該耗能監控系統連接該自動控制系統， 使該自動控制系統同時監控該溫控裝置之耗能情況‘雙竣^ 2 0、依申請專利範圍第1 7項所述之水循環系統之預防結垢 方法，其中該耗能監控系統連接該自動控制系統，以 使該自動控制系統同時依該耗能情況加以調控泵浦、 高壓過濾器、高頻電波裝置、抑菌裝置之效能。 21、依申請專利範圍第1 項所述之水循環系統之預防結垢 方法，其中利用一紫外線殺菌器置換該抑菌裝置。 2 2、依申請專利範圍第1項所述之水循環系統之預防結垢 方法，其中該抑菌裝置搭配一紫外線殺菌器，以同時 抑制微生物生長。

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