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净水器产品与技术的发展方向

2015-02-27 11:57 来源:现代家电网 作者:顾久传 [收藏]

  近年来,净水行业取得了长足的进步,这得益于主流企业不断强化技术研发和产品的研发,而未来,不断强化产品的核心竞争力依然会成为支撑行业发展的动力。

  笔者认为,未来净水产品与技术的提升,主要会围绕以下几方面展开。

  一、智能化:进一步解决用户使用的便利与安全性问题

  1、更加丰富的可视性内容。一是显示净水器工作状态,如停机、运行制水、清洗再生、缺水、水满、切换等等。二是显示滤芯更换周期,已用时间,剩余寿命,污染状态,更换提醒、警示(光、声报警)及自动停机(自动断水)等。三是显示流量,压力,压差,水温等等,超标时会有警示(光、声报警)及自动停机。四是显示进、出水水质:电导率、pH、余氯、浊度、SDI、硬度、Na⁺、SiO₃²⁻。

  2、自动操作。一是储水箱低位时自动制水,水满后自动停机。如:水箱浮球阀、RO机高压开关等。二是自动进行清洗、反洗、再生,自动切换。如:RO机、NF机、UF机、软水机、中央净水机、大型净水设备,可以按时间型(开关机时,定期,根据净水单元运行累积时间)、水量型(根据净水单元运行累积产水量)、流速型(根据净水过滤单元过滤流速流量的变化)、压差型(根据净水过滤单元出口压力的变化,或进出口压差的变化)、水质型(根据净水单元出水水质的变化)自动调节。三是实现自动断水、自动断电、元器件(滤芯)到期(需更换)的自动锁定。四是自动水温控制,出开水、热水、常温水、冷水、冰水,出水水温可调,并可自动锁定热水,防烫伤。五是根据进水电导或硬度自动调整浓水比。

  二、信息化:针对用户及服务体系

  1、用户掌握信息及遥控。通过物联网,用户用智能手机APP遙控,一方面可以掌握净水机状况(开机、制水、清洗再生、是否漏水、关机,以及滤芯寿命、是否需要更换),另一方面可用智能手机APP遥控开、关净水机,以及进行清洗再生等操作。

  2、维修服务商藉此解决主动服务和及时服务。可使净水机的服务体系(包括使用者本人、经销商、维修服务商)随时了解和掌握净水机的工况,及时知晓净水机的问题和故障,维修服务商藉此及时、主动地为用户进行维护保养、滤芯滤料更换、维修等服务

  目前已有很多品牌在批量生产这类智能化、信息化的反渗透净水机。

  三、大膜无桶化:大膜无桶双龙头,解决二次污染和节水

  1、解决二次污染:革除储水桶及后置活性炭,防止细菌从龙头端逆流而上,在后置活性炭和储水桶中繁殖增生而导致菌落总数和亚硝酸盐超标。随制随用,水质新鲜。(注意:由于流量大,前处理应加大加强)

  2、节水:不必一次性制大量纯水,也不会一次性产生大量浓水。可采用双龙头,充分体现反渗透机分质供水特征。

  A.O.史密斯已推出400、600、800、1300G的家用反渗透净水机,海尔主推最新陶氏膜500G的家用反渗透净水机,美的在2014年上海水展也主推大膜无桶机,几大巨头联手,一定会推动行业向此发展。

  四、家电化:解决免安装,不需上、下水

  1、免安装,对电子商务、直销、会销等营销模式(缺乏安装人员及技术)特别有利。

  2、不需上下水,可适用于各种环境,如寝室、书房、客厅、办公室、会议室、教室、商铺、车间、营房……。

  3、不会大面积漏水而造成淹地板。

  4、节水,浓水100%可用,无废水、零排放。

  5、外形美观,时尚。

  6、带加热或加热制冷,可直接泡茶冲咖啡,方便消费者。

  五、环保节能化:解决节水节电

  1、节水:

  (1)通过分质供水实现无废水、零排放。小膜有桶机可采用二只单室压力储水桶或一只双室压力储水桶,双龙头出水。二桶(或双室)的容积比最好设计为1:4,小桶(室)盛纯水,大桶(室)盛净水(RO浓水)。分别用二只高压开关控制制水泵的启、停。图一左是沁园研发的小膜单桶双室机。大膜无桶机在开机时同时出纯水(供饮用)和净水(即RO浓水,供洗涤用)。图一中、右是海尔研发的大膜无桶双龙头机。

  (2)通过零部件采取措施实现节水。一是根据自来水水质选用浓水比例,原水硬度高,选大些;原水硬度低,选小些。如沁园研发的智能化浓水比大膜无桶反渗透净水机,自动检测自来水电导率,并根据检测数据自动调整浓水比例。整机水回收率为50%~75%。二是通过膜的改进,日东电工通过对膜表面电荷、表面光洁度、抗菌性能等进行改进,研发生产低浓水膜,膜的浓水与纯水正常比例为2:3,该公司用这种RO膜制成的厨下无桶式RO机”,回收率为60%。三是通过膜元件水流道的改进实现节水。图二左为A.O.史密斯卷制的膜元件(左)与常规膜元件水流道(右)的对比图。通过流道的改变,以及增加膜面与水的接触面积,加快水流速,该公司全新设计的第二代反渗透净水机的水回收率可达到66%,正在研发的第三代反渗透净水机的水回收率可达到75%。

  (3)装置(系统)采取措施:一是膜的串联,一管多支或一级多段。如图三是北京极简科技发展有限公司生产的爱尼克斯牌INF8000S4-500型净水机为一级二段,分别用400G、100G的RO膜。图二中右为净水机外观及打开盖后情况。

  二是脉冲式排浓水。RO浓水排放不采用固定流量,而采用脉冲式(或称为“间断式”)大流量排浓水冲洗的方式,使排放的浓水总量减少。三是部分浓水回流,将RO浓水中的一部份回流到RO前端,以减小最终排放的浓水流量。注意点:只能回流部份浓水,仍应有部份浓水排放。回流不能注入自来水供水管网。图五左是北京东研的节水型净水机水路图,北京爱淼、北京友昵、常州沁尔康、浙江沁园等也都有类似产品。

  智能化浓水回流是根据检测到的自来水电导率自动调整浓水实际排放比例,并使部份浓水回流。图五右为上海浩泽的智能化浓水回流反渗透净水机外形图。在原水电导率低、硬度小的情况下,净水机会自动降低浓水排放比例,提高反渗透净水机的水回收率(最高可达95%);而在原水电导率高、硬度大的情况下,净水机会自动提高浓水比例,以防RO膜上结垢而阻塞。

  六、集成化:解决产品体积紧凑、防漏水

  1、采用水路板,不用或少用接头接管。一是可以使外形更美观。二是装拆滤芯方便,用户可以自已更换,不需上门服务。三是减少了连接管道管件和接点,增大承压能力,减少漏水概率。

  例:完美净水器七芯,其净水原理图见图六左。原来各滤芯间采用PE管联接,后笔者建议更改设计,采用流道板以底板联通,减少了7根PE管和14个接点。更改后的外形图见图六中右。

  2、零部件集成化:把管、阀、元器件等集成,减少漏水点和漏水概率。例:台湾邓元公司把进水电磁阀、低压开关、高压开关三者集成在一起成为一个“三合一”元件(见图四)。据说今后还要把“浓水比例器(亦有称“废水比”)”、逆止阀等也集成在内,组成“五合一”元件。

  七、模块化:解决适应不同的进水水质和用户需求

  此类净水器一是适应不同的进水水质,可采用及更换不同模块(净水滤芯)。二是适用不同的用户需求,如饮用,或洗涤用等,可采用及更换不同模块(净水滤芯)。三是采用快接式或快装式滤芯,使更换滤芯如换干电池一样简便。且更换滤芯时不会漏水,仍可正常制水。

  八、标准化:解决维修,通用互换

  1、滤芯规格标准化(滤芯长度、直径)。

  2、滤芯接口标准化,可通用互换。

  九、无线化

  封闭式(箱式)反渗透净水机,无论橱下式、台式、掛壁式,在面板和机箱内部有一些连接线,既不安全、也很麻烦,还不美观。宁波祈禧电器有限公司采用无线连接技术,在封闭式反渗透净水机的面板和机箱间不用连接线,无线化,彻底的水电分离。

  十、使用新材料

  1、塑料:一是采用超细(1800目以上)滑石粉粉末取代碳酸钙粉末作填料,就能使塑料表面更细腻光洁,强度更高。二是玻璃纤维增强聚丙烯,应用于滤瓶、压力储水桶等,强度高。短玻纤增强聚丙烯耐压可达到3.0 MPa以上,长玻纤增强聚丙烯耐压可达到4.5 MPa压力不爆破。三是银离子及ZnO抗菌聚丙烯,应用于滤瓶、压力储水桶、水箱、冷胆等。四是聚苯醚(PPE,商品名又称PPO),应用于水管、接头、水表壳体及叶轮、水泵叶轮、水龙头、阀门阀体阀芯等。特点:耐压强度高、韧性好、防止漏水;吸水率低、尺寸稳定性好;伸长保持率好,和接触连接材料的热膨胀系数一致,防止温度变化时漏水,高温蠕变性低;密度小,重量轻,可降低材料成本;化学稳定性好,耐酸、碱、余氯。五是高光塑料:应用于外壳、外罩等。高光泽、金属质感,硬度高、耐刮伤,免喷涂。

  2、抑菌活性炭:一是采用法国的等离子溅射渗银法,质量好但价格贵。二是采用高价银,四氧化四银(Ag4O4,分子量495.52),分子内有2个Ag3+和2个Ag+与4个氧原子相结合,是以分子为单位的晶体电池。每个三价银离子通过dsp2电子与4个氧原子形成配位键,由于分子晶体内sp2电子结构的差异,导致分子中电子具有活性,活性电子在单键和叁键间进行电子交换构成一个分子池,产生1.48~3.0伏的电压,可有效地将细菌电死。三是采用ZnO法。

  3、RO膜:向超低压、大通量、抗污染、长寿命、高回收率发展。具体来讲,即超低压:可实现0.14MPa可出水,0.2MPa即可满足家用净水机系统产水量;大通量:200、300、400、500、600、700、800、1300G的家用机RO膜;高回收率:淡水:浓水=2:1;抗污染:表面电荷、流道布载银抗菌塑料、RO膜涂层,长寿命;耐氧化、抗余氯。

  4、UF膜:

  (1)第四代超滤膜(见表一):

  (2)抗菌超滤膜,解决长细菌水臭问题。

  5、UV

  LED:发光二极管(图七左)。LED与传统汞灯相比具有如下优势:一是即杀即用,开关特性,启动灭菌模式;二是冷光源,自身不含有害物质;三是无加热,无臭氧,物理杀菌,无毒无残留,杀菌彻底,保持健康水质;四是高效(单位面积光强比汞灯高出1000倍以上)、节能(相同光输出功率耗能公是汞灯的1/10)、安全、耐用(使用寿命长)。

  6、涂铁陶瓷颗粒滤料(微鼻滤料),见图七右图。此种滤料的优势是能去除水中的砷以及铅、汞、锰、镉、镍、铬、硒,铜,铬,钒,钴,锌等重金属离子;高吸附容量,受竞争离子影响小;无机材质,保证饮水安全;去除水中余氯,改善口感;降低水中硝酸盐、亚硝酸盐的含量。

  7、霍尼韦尔除砷除氟滤料:一是可去除+3及+5价砷,去除率98%,pH6.5~8.5,不受其他离子影响,无气味,不改变口感,运行成本低:进水:As(+3)50ppb + As(+5)300ppb,出水:总As<5ppb。三是F去除率98%,pH6.5~8.5,不受其他离子影响,无气味,不改变口感,运行成本低:进水:F 10ppm,出水:F<1ppm。

  8、银嘉抗菌材料:银嘉陶瓷、银嘉纤维和银嘉抗菌球。(见图八)

  9、防漏水保护装置:加装防漏水保护装置是亡羊补牢,以防万一在纯水机漏水时可以切断水源,防止连续不断漏水而淹地板。如,断纸保护原理防漏水保护器,采用特殊的纸片,置于净水器底部,纸片遇水后强度降低、断裂撕开,并带动开关使进水电磁阀(常开电磁阀)关闭从而切断进水水源。采用电导率原理防漏水保护器,安装于净水器底部,遇水后二电极通电,使进水电磁阀(常开电磁阀)关闭从而切断进水水源。采用吸水膨胀原理防漏水保护器,安装于净水器底部,遇水后内部柱塞材料(吸水性很好并吸水后会大幅膨胀)吸水膨胀,阻塞纯水机进水管通路从而切断纯水机的进水水源。这种吸水膨胀原理漏水保护装置不需要用电,不需要电磁阀,结构简单、价格便宜。但据说在南方潮湿的天气有时也会由于内部柱塞材料因大量吸收空气中水蒸气而膨胀导致水源断路。另外,还有智能防漏水保护器等。

  另外,还用采用无压设计(非承压结构设计)的无压龙头,防水錘减压阀等等。总之,各种新材料的应用会使净水器性能得以不断提升。

网站编辑:赵萌    杂志编辑:连小卫
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