[发明专利]净水系统和蒸馏单元

说明书

本发明涉及一种净水系统和蒸馏单元。净水系统(3)包括输入部分(31)，用于给蒸馏单元(1)提供水(21)，特别是自来水；以及所述蒸馏单元(1)，用于产生蒸馏水。所述蒸馏单元包括蒸发部分(12)，用于蒸发所述水(21)并产生蒸汽(23)；以及冷凝部分(14)，用于至少部分地冷凝所述蒸汽(23)，产生蒸馏水。该系统还包括第一混合单元(32)，特别是盒，所述第一混合单元设置和配置为使得其能够将化合物，特别是矿物质混合到所述蒸馏水，从而产生浓缩蒸馏水；以及输出部分(33)，用于分配所述浓缩蒸馏水。所述蒸发部分(12)由第一Peltier效应设备(10)的可加热侧(101)提供，并且所述冷凝部分(14)由所述第一Peltier效应设备(10)的可冷却侧(102)提供。

生产安全且经济的饮用水是全世界的重要目标。存在多种净水方法。然而，在绝大多数的方法中，溶解的化合物残存在水中。在很多区域中，未经进一步处理的自来水不适合饮用。这可能是由于影响水的口感和/或气味的物质或由于潜在的有害物质。因此，在全世界的许多地方和家庭中，需要提高由当地水公司提供的自来水的质量。

存在几种适用于彻底去除溶解的化合物的方法。常用的一个方法是蒸馏。然而，因为蒸馏是能量密集型方法，这种方法很少用于家庭用水的净化。此外，因为蒸馏水不适合普通人饮用，这意味着额外的处理。需要添加矿物质以生产可饮用产品。

WO 93 25 478公开了一种用于饮料生产(特别是饮料的家用生产)的装置和方法。该方法涉及水性流入物的蒸馏、灭菌和再矿化。后者通过利用混合器将可溶性片剂与预定的矿物成分溶解来进行。

WO 2009 037 610 A2描述一种用于生产饮用水的类似设备。盐以水溶液的形式添加，并且通过混合装置混合，该混合装置还实现所述水的曝气。

US 4 894 123公开了一种用于生产蒸馏水的家用蒸馏单元，其具有用于预热所述水的垂直蒸汽管和内置水管。蒸馏单元包括用于蒸汽冷凝的气冷翅片管热交换器。通过电加热元件实现加热。

US 2010 0 300 868 A1描述用于生产饮用水的另一家用设备。在蒸馏之后，能够通过供盐系统和混合系统利用冷却的水溶液添加盐。

此外，已知溶液涉及不同的净化方法。US 3 785 492公开了一种用于类似目的的装置。然而，通过分步结晶而不是蒸馏进行去矿化。US 2006 02 07 869 A1描述了一种净水单元，其包括使水脱气、将水过度加热至高于175℃并且使水爆炸进入真空室的系统。随后，冷凝产生的蒸汽。

所有描述的溶液每一水体积需要大量能量用于蒸馏。具有显著更低的能量消耗的可替代方法涉及利用基于Peltier(珀尔帖)效应的热电设备来蒸馏。DE 1 194 372公开了一种液体蒸馏的方法，其利用Peltier效应加热待蒸馏的水。描述的装置设计涉及用于通过冷凝物的高温预热待蒸发的水的热交换器。然而，由于热力学原理并且Peltier元件产生的热多于冷，这种方法只有在大部分热经过壳体释放到外部时可行。可替代地，蒸汽的一部分将剩下并作为气相离开装置。

US 3 212 999公开了一种海水淡化系统，该系统包括用于将热量从接触待冷凝蒸汽的冷的热电耦构件传递到接触待蒸发的水的热的热电耦构件以产生所述蒸汽的Peltier热泵。

US 6 805 774 B2描述了一种使用热电模块净化液体的方法和装置。淡水在所述模块的热表面上蒸发并且蒸汽的部分在所述模块的冷表面上冷凝。剩余的蒸汽用于预热待蒸发的水，接触形成水箱底部的设备上部中的热交换器表面，由此冷凝。蒸馏水在水出口离开蒸馏单元。然而，该方法只有在大部分热穿过侧壁离开装置或水-蒸汽混合物离开装置的情况下工作。

US 6 893 540 B2描述了一种包括加热部分、冷凝部分和Peltier效应设备的蒸馏装置。Peltier效应设备持续与加热部分和冷凝部分接触以分别传递来自冷凝部分的热量以及将热量传递给加热部分。