[发明专利]数字式流体加热系统

说明书

流体加热系统可包括构造成将阳光聚焦在焦轴上的太阳能收集系统、布置且构造成沿太阳能收集系统在所述焦轴处运输流体的细长流动元件、以及流动控制组件，流动控制组件包括数控阀，该数控阀构造成控制细长流动元件中的流体流动，使得在给定的能量提供条件下，在流体离开流体加热系统之前，存在于流体中的病原体基本上被灭活且流体具有最大流速。该系统还可包括一个或多个数字式控制器和通信系统，用于远程和/或自动控制。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年11月18日提交的题为Solar Heating System(太阳能加热系统)的美国临时专利申请第62/423,814号的优先权，该申请的内容以参考的方式全部纳入本文。

本申请涉及2014年12月1日提交的题为Mathematical Model for theInactivation of Biological Contaminates Using Solar Heating(使用太阳能加热灭活生物污染物的数学模型)的美国临时申请第62/085,699号以及2015年11月25日提交题为Fluid Heating System(流体加热系统)的美国申请第62/259,748号的优先权，其内容在此以参考的方式全部纳入本文。此外，本申请涉及2015年11月30日提交的题为Dual AxisTracking Device(双轴线追踪装置)的美国非临时专利申请第14/954,091号、2015年11月30日提交的题为Fluid Heating System(流体加热系统)的美国非临时专利申请第14/954,292号、2015年11月30日提交的题为Control Valve Assembly for a Fluid HeatingSystem(用于流体加热系统的控制阀组件)的美国非临时专利申请第14/954,318号、以及2015年11月30日提交的题为Method of Calculating Pathogen Inactivation for aFluid Heating System(流体加热系统的病原体灭活的计算方法)的美国非临时专利申请第14/954,383号，这些申请中每个的内容在此通过参考的方式全部纳入本文。

技术领域

本申请涉及流体加热系统以及相关的机构和装置。更具体地，本发明涉及太阳能流体加热系统，该系统用于加热、热巴氏杀菌、或以其他方式处理水或其他流体。进一步更具体地，本发明涉及被动的或基本被动的太阳追踪和流体加热系统，该系统用于加热、热巴氏杀菌、或以其他方式处理水或其他流体。多个相关联的机构和装置具有在流体加热或太阳能流体加热环境以外的应用。由此，尽管多个系统和装置在太阳能收集和流体加热的环境中被描述，但要理解到在其他情况中以及用于其他目的的应用也是适用的。

背景技术

热巴氏杀菌可指提高水或其他流体的温度以使得水或流体无害。在水的情形下，水可例如在被巴氏杀菌之后而被安全饮用。巴氏杀菌可能不会导致所有病原体被杀死或灭活，但可能将病原体等级减少至对于人类消用合适的和/或安全的等级。由此，巴氏杀菌(pasteurization)可能不同于(其他)杀菌(sterilization)。此外，巴氏杀菌可能不将微粒或混浊物从水中移除。然而，相比于诸如慢速/快速砂滤器、化学处理、以及使用紫外光之类的其他巴氏杀菌过程，热巴氏杀菌不受混浊物的不利影响。该特征使得热巴氏杀菌特别有利于可能较不干净的水或流体。

热巴氏杀菌已被认为是分批(间歇)或流通(流动)过程。在分批过程中，水或流体容器可通过燃烧燃料或暴露至阳光而被加热。对于流通过程，水或流体可在其穿过管道或管时被加热，而呈现被巴氏杀菌。分批过程的制造可能较为廉价，但由于每次开始处理新的一批时都需要将系统提升至合适的温度，它们的运行可能较为昂贵。

各种病原体的灭活和灭活率基于病原体的类型而变化，尽管通常是使水沸腾，以确保病原体的灭活，但大多数病原体可在沸点以下的温度被灭活。然而，随着温度增加，灭活率仍然快速增加。

发明内容