[发明专利]太阳能热水-紫外灯杀菌装置

说明书

技术领域

本发明基于物理方法、光热理论和热力学原理，提出了太阳能热水系统与紫外灯杀菌装置一体化。涉及紫外光杀菌技术、太阳能热利用技术和换热技术。

背景技术

传统的化石能源资源日益枯竭，并且利用过程中严重污染环境，制约了世界经济的可持续发展。与此同时，人们对能源的需求日益俱增，已成为重要的战略物资，在这种情况下，利用可再生能源是必然的趋势，尤其太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭”的安全、节能、环保等新能源越来越受到世人的注意。

目前，太阳能热水装置由于其价格适中、运行费用低等特点，在热水工程市场和国际市场都取得了不俗的业绩，同时国家的家电下乡政策，太阳能热水装置拥有更开阔的前景。

随着人民生活水平的提高，保健意识的增强，对于生活用水的品质要求也越来越严格。据近期调查显示，生活用水在3天内会滋生出大量的污染物，主要污染指标为细菌总数、霉菌和酵母菌，随着水储存时间的增加，水箱内微生物大量繁殖，存在引起大肠菌群和致病菌的可能性，从而生活用水不符合细菌学指标，违法生活热水标准。为了控制生活用水中微生物污染，改造现有结构是努力方向，目前主要方法存在2种，(1)在供水管网末端连接UV消毒设备；(2)利用O₃直接对生活用水进行杀菌。

利用臭氧直接进行生活用水杀菌，其优点是有很强的杀菌力和没有二次污染。但是臭氧发生发生装置较为复杂，投资大和运行费用较高；臭氧在水中不稳定，容易放失，因而不能在配水管网中继续保持杀菌能力；臭氧不能贮存，只能边生产边使用。最后，水温对臭氧的溶解度影响显著。半衰期也主要取决于水温，水温高则半衰期短，水温低则半衰期长。由于臭氧的物理特性，在太阳能热水系统中利用臭氧对生活热水杀菌存在一定的局限性。

利用紫外灯对生活用水杀菌，其优点：(1)杀毒效率高，杀菌时间非常短，例如对霉菌孢子、水藻等几类常见细菌病毒的杀菌时间在一秒之内，杀菌效率高达99％；(2)不产生二次污染；(3)无生物免疫力，紫外线杀菌是通过破坏微生物遗传物质DNA，干扰其复制和转录，使其失去繁殖能力进而对其灭活的，属于物理方法杀菌；(4)杀菌广谱性(5)运行安全性高、运行维护费用低、安装操作简便、占地小、可以连续大量消毒等。但是紫外光杀菌也存在不能提供剩余的消毒能力和细菌再生和再污染的问题。传统的紫外灯杀菌装置，造成一定的UV剂量的浪费和杀菌不均匀性。本专利采用紫外灯与水箱一体装置，属于封闭式紫外杀菌装置，改变要尽量使水流在反应器内部形成活塞流以充分接受辐照的传统设计观念，提出新的观念：利用自身的结构使得紫外能量在水体里更加均匀地分布，对水的流动不作特别要求。同时，新的生活热水标准(GB5749-2006)中的微生物指标增加了对贾第鞭毛虫、隐孢子虫的检测和限值，这无疑为紫外线技术在我国水处理中的应用起到了巨大的推动作用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种符合卫生标准的生活热水装置，该装置将太阳能热水装置与紫外灯杀菌技术相结合，采用紫外灯与水箱一体装置，提供更有效、更可靠、更安全的太阳能热水系统杀菌模式。

技术方案：本发明的装置以提供符合卫生标准的生活热水为目标，将太阳能热水系统与紫外灯杀菌系统一体化的装置。该装置包括太阳能真空管集热器、循环水泵、紫外灯一体水箱以及管路；其中，紫外灯一体水箱、循环水泵、太阳能真空管集热器由管路连接成一个封闭的环路；在紫外灯一体水箱的侧面设有进水口、出水口、供水口，紫外灯位于石英套管内，石英套管设在紫外灯一体水箱中。

本发明提出的太阳能热水-紫外灯杀菌装置中，水箱与紫外灯一体装置是本专利的关键点.水箱的结构是紫外灯杀菌效果的因素之一。本方案的水箱采用不锈钢材料，水箱采用圆筒形状，竖立放置，箱体外侧加保温层，水箱内表面通过化学研磨成抛光处理。紫外灯置于水箱内部，利用石英套管作为紫外灯的套管，将紫外灯与生活热水分隔开，以保证紫外灯在水箱内部安全、稳定、可靠的杀菌。

工作过程如下：生活用水通过循环水泵，进入太阳能集热器，吸收太阳能，通过不断循环加热至设定水温，关闭循环水泵，开紫外灯进行杀菌。

有益效果：本发明的优点是：

1.该装置控制生活热水中微生物污染，提高了生活热水的品质。

2.水箱与紫外灯一体化装置，利用水箱结构特点，生活热水紫外杀菌均匀。

3.水箱与紫外灯的结构相对独立，便于紫外灯的安装和拆卸。

附图说明

图1是太阳能热水-紫外灯杀菌装置的原理图。

图2是紫外灯一体水箱3的结构示意图。