CN101513327B

CN101513327B - 环保节能型冷热饮水机

Info

Publication number: CN101513327B
Application number: CN2009100969796A
Authority: CN
Inventors: 张学军; 许平聪; 田新建
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: CN101513327A

Abstract

本发明公开了一种环保节能型冷热饮水机。蓄水桶与分水斗连接，分水斗分成三路出口，第一路出口与常温水阀门连接；第二路出口与冰水胆、冰水阀门依次连接，第三路出口与电磁阀、预热水胆、镀膜石英玻璃管速热器、热水阀门依次连接，预热水胆底部设有连通管，连通管另一端与热水预热套管、旁通管相连，旁通管另一端与预热水胆上部连接，预热水胆底部设有温度传感器，智能控制模块与镀膜石英玻璃管速热器、温度传感器分别连接，扩散吸收式制冷机芯的蒸发器上套有冰水胆，扩散吸收式制冷机芯的冷凝器和发生器之间套有热水预热套管。本发明结构简单，使用方便，非常适合对饮水健康、噪音和环保要求高和多种水温需求的单位和家庭等场所使用。

Description

环保节能型冷热饮水机

技术领域

本发明涉及一种环保节能型冷热饮水机。具体来说，是指采用扩散吸收式制冷机芯和镀膜石英玻璃管速热器相结合的形式，综合利用能量，提供冰水、常温水、和多种温度的热水。同时拥有一定容量的冷藏箱。

背景技术

目前的市场上的饮水机一般能提供常温水、热水，或热水和冰水等不同方法，但都存在着一些健康或耗能等多方面的问题。

提供热水的加热装置目前有两种：一种采用存在反复加热的方式，另一种采用速热的方式。前者采用的技术是饮水机待机时不断检测热水胆中的水温，一旦温度低于设定值，就启动电加热器对热水胆中的水加热，存在着将水多次加热到沸腾和接近沸腾的状态，存在着待机耗电多，以及热胆长时间加热，结水垢影响传热，产生“千滚水”，水中亚硝酸盐含量增多等问题，影响人体健康；后者采用速热技术，即利用大功率的加热器，对通过速热器的水进行热流密度很高的加热，存在着加热功率大、出水量少和出水速度慢等缺点。

而提供冷水的制冷装置有三种：分别采用氟利昂压缩系统提供冷量，半导体电子制冷产生冷量和扩散吸收式制冷系统。第一种利用压缩机对制冷剂进行压缩、冷凝、节流制取冷量，有高速运动的部件，存在着运行噪音大、频繁启停耗电多、容易发生机械故障、寿命短、制冷剂可能泄漏和不易回收破环臭氧层等缺点。第二种采用半导体电子制冷，存在着制冷效率低、耗电多、故障频繁等缺点。第三种采用扩散吸收式制冷的饮水机，采用的是扩散吸收式制冷机芯制冷与热水胆反复加热相结合的形式，能量利用率低，浪费了冷凝热，并且没有结合快速加热装置，有产生“千滚水”、待机耗电多等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，采用扩散吸收式制冷机芯和镀膜石英玻璃管速热器相结合的方式，并充分利用冷凝热，提高机芯的制冷系数，减小速热器的加热功率，提供一种环保节能型冷热饮水机。

环保节能型冷热饮水机包括蓄水桶、分水斗、常温水阀门、冰水胆、冰水阀门、电磁阀、干簧管水位计、预热水胆、镀膜石英玻璃管速热器、热水阀门、旁通管、热水预热套管、智能控制模块、连通管、温度传感器、扩散吸收式制冷机芯，蓄水桶与分水斗连接，分水斗分成三路出口，第一路出口与常温水阀门连接；第二路出口与冰水胆、冰水阀门依次连接，第三路出口与电磁阀、预热水胆、镀膜石英玻璃管速热器、热水阀门依次连接，预热水胆底部设有连通管，连通管另一端与热水预热套管、旁通管相连，旁通管另一端与预热水胆上部连接，预热水胆底部设有温度传感器，预热水胆内部安装有干簧管水位计，智能控制模块与镀膜石英玻璃管速热器、温度传感器分别连接，扩散吸收式制冷机芯的蒸发器上套有冰水胆，扩散吸收式制冷机芯的冷凝器和发生器之间套有热水预热套管。

扩散吸收式制冷机芯包括冷凝器、蒸发器、发生器、吸收器、电加热器、稀溶液管、平衡管、储液器；储液器与发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器依次连接，蒸发器与吸收器之间设有平衡管，吸收器设有稀溶液管，发生器上设有电加热器。

本发明通过扩散吸收式制冷机芯和镀膜石英玻璃管速热器合理的结合，综合利用了二者的优点。运行无噪音，无振动，无污染，安全可靠，使用寿命长。冷凝器和发生器之间适当的位置加装套管，不仅可以提高制冷性能，而且可以利用冷凝热来预热水，达到节能的目的。

经过预热的水储存在预热水胆里，其水温不是很高，达不到沸腾的状态，因此不会结垢，克服了传统饮水机的“千滚水”，出水新鲜、健康。采用的镀膜石英玻璃管速热装置能够极速制热，电热转换率高，能瞬间杀菌、安全节能，在饮水机待机的过程中，不会反复加热，且水、电由石英玻璃进行隔离，避免漏电。由于水已经经过预热，因此，可以减小速热器加热的时间和功率，同样达到节能的目的。

在制作冰水的同时拥有一定容量的冷藏箱，提供水果、饮料的冷藏之需。并且进一步采用的智能温控技术，通过智能控制面板设置不同的水温区间，控制镀膜玻璃管速热装置的加热功率，提供不同温度区间的热水，满足人们冲茶叶、咖啡、奶粉、速食食品等个性化水温需求。

本发明结构简单，使用方便，非常适合对饮水健康、噪音和环保要求高和多种水温需求的宾馆、酒店、医院、机关、事业单位和家庭等场所使用。

附图说明

附图是环保节能型冷热饮水机的结构示意图；

图中：蓄水桶1、分水斗2、常温水阀门3、冰水胆4、冰水阀门5、电磁阀6、干簧管水位计7、预热水胆8、镀膜石英玻璃管速热器9、热水阀门10、旁通管11、热水预热套管12、冷凝器13、蒸发器14、发生器15、吸收器16、电加热器17、稀溶液管18、平衡管19、储液器20、智能控制模块21、连通管22、温度传感器23。

具体实施方式

如附图所示，环保节能型冷热饮水机，其特征在于包括蓄水桶1、分水斗2、常温水阀门3、冰水胆4、冰水阀门5、电磁阀6、干簧管水位计7、预热水胆8、镀膜石英玻璃管速热器9、热水阀门10、旁通管11、热水预热套管12、智能控制模块21、连通管22、温度传感器23、扩散吸收式制冷机芯，蓄水桶1与分水斗2连接，分水斗2分成三路出口，第一路出口与常温水阀门3连接；第二路出口与冰水胆4、冰水阀门5依次连接，第三路出口与电磁阀6、预热水胆8、镀膜石英玻璃管速热器9、热水阀门10依次连接，预热水胆8底部设有连通管22，连通管22另一端与热水预热套管12、旁通管11相连，旁通管11另一端与预热水胆8上部连接，预热水胆8底部设有温度传感器23，预热水胆8内部安装有干簧管水位计7，智能控制模块21与镀膜石英玻璃管速热器9、温度传感器23分别连接，扩散吸收式制冷机芯的蒸发器14上套有冰水胆4，扩散吸收式制冷机芯的冷凝器13和发生器15之间套有热水预热套管12。

所述的扩散吸收式制冷机芯包括冷凝器13、蒸发器14、发生器15、吸收器16、电加热器17、稀溶液管18、平衡管19、储液器20；储液器20与发生器15、冷凝器13、蒸发器14、吸收器16依次连接，蒸发器14与吸收器16之间设有平衡管19，吸收器16设有稀溶液管18，发生器15上设有电加热器17。

本发明能提供常温水、冰水和根据个性化的饮用需求提供不同水温的热水及一定容量的冷藏箱。扩散吸收式制冷机芯通过电加热提供发生器所需要的热量。

使用常温水时，打开常温水阀门3，常温水由蓄水桶1经分水斗2，进入阀门3，即可取得常温饮用水。

使用冰水时，打开冰水阀门5，水从冰水胆4中进入冰水阀门5，即可得冰水。冰水胆中的水由蓄水桶1经分水斗2获得。其冷量由扩散吸收式制冷机芯的蒸发器提供。蒸发器直接置于冰水胆中与水接触，换热效果好；冰水胆进水口设置在蒸发器端头，可以融化可能在蒸发器端头出现的冰层，增强换热；冰水胆和蒸发器接触处通过密封件密封，避免漏水。在冰水胆周围设置冷藏箱，用来放置茶叶、奶粉等。

使用热水时，本装置能够进行预热。水由蓄水桶1经分水斗2进入热水预热水胆8，从连通管22进入预热套管12，预热套管12加热进入的水，造成预热水套中的水体积膨胀，通过旁通管11进入预热水胆8，预热水管中的水位增高，压力变大，水会通过连通管22进入预热水套，实现预热水胆8和预热水套12中水的自然循环。经过加热的水经过连通管11进入预热水胆8保存，预热水胆8内设干簧管水位计7，控制预热水胆前的电磁阀6启闭，保证预热水胆8中有合适的水位。

使用热水时，打开热水阀门10，预热水胆中的水进入镀膜石英玻璃管速热器9，在流动状态下实现瞬时加热。镀膜石英玻璃加热器9上设置不同的电路接点，由智能控制模块21控制加热功率，根据接入电路接点的不同实现改变功率的效果。

热水阀门10上连接有联动电路，开启热水阀门10后，和智能控制模块21联合使用，控制镀膜石英玻璃管的加热。

智能控制模块21通过温度传感器23检测预热水胆的水温，根据使用者选择的冲茶叶、咖啡、奶粉等水温要求计算温度差值，并根据此差值控制镀膜石英玻璃管速热器9接入电路的接点，实现差异化的加热功率，将预热水加热到指定的状态。

本发明的工作原理说明如下：

在扩散吸收式制冷机芯的蒸发器外装设冰水胆，冰水胆中的水与蒸发器外壁直接接触，蒸发器采用不锈钢或经过表面处理的钢管制造，在冰水胆上设置感温装置，控制扩散吸收式制冷机芯的电加热装置，一旦温度达到设定值就停止发生器加热。在冰水胆周围可以设置冷藏箱，用来放置茶叶、奶粉等。

在扩散吸收式制冷机芯的冷凝器前和发生器后的适当部位设置预热套管，预热套管最上部设置与预热水胆连通的溢流旁通管，最下部设置有与预热水胆连通的进水连接管。预热水在预热套管中受热，体积会膨胀和产生一些水蒸汽，水就会通过旁通管溢流到预热水胆，预热水胆中的水从下部进出水管路进入预热套管，实现预热水胆和预热套管中的水的自然循环。预热水胆与蓄水桶连接的管路装有阀门，由预热水胆中的水位控制控制启闭，当预热水胆的水被取走后，阀门开启，蓄水桶的水进入预热水胆，到设定的水位后，阀门关闭，经过预热的水不会进入蓄水桶。预热套管的容积和位置根据精馏的要求设置，对气态的水和氨气的降温作用不能太大，因此不能有太大的容积，与发生器也不能靠的太近，否则温度太低使制冷机芯的氨气凝结回流，氨气不能进入冷凝器而不制冷。

预热水胆下部还设有连接镀膜石英玻璃速热管的出水管，当需要饮用热水时，开启热水阀门，预热水进入石英玻璃速热管，电路联动启动速热器，预热水瞬时加热到所需的热水温度。由于水已经经过预热，需要升温的温差不是很大，能减小镀膜石英玻璃管的功率。

镀膜石英玻璃管速热器上有不同的电极接点来实现不同的加热功率。

智能控制模块有茶饮、奶茶、咖啡等水温选择面板，智能控制模块采集预热水胆的水温，计算出二者的差值，控制镀膜石英玻璃管速热器的通电电极来实现改变功率的目的。

本发明结合扩散吸收式制冷机的优点和速热方式的优点，并充分利用冷凝热，不仅实现环保节能、提供健康的饮水，而且能够减小所需的瞬时功率。

为满足饮用水的安全要求，避免生锈和更长的使用寿命，与饮用水直接接触部分采用不锈钢制造或经过特殊工艺进行处理。

Claims

1.环保节能型冷热饮水机，其特征在于包括蓄水桶(1)、分水斗(2)、常温水阀门(3)、冰水胆(4)、冰水阀门(5)、电磁阀(6)、干簧管水位计(7)、预热水胆(8)、镀膜石英玻璃管速热器(9)、热水阀门(10)、旁通管(11)、热水预热套管(12)、智能控制模块(21)、连通管(22)、温度传感器(23)、扩散吸收式制冷机芯，蓄水桶(1)与分水斗(2)连接，分水斗(2)分成三路出口，第一路出口与常温水阀门(3)连接；第二路出口与冰水胆(4)、冰水阀门(5)依次连接，第三路出口与电磁阀(6)、预热水胆(8)、镀膜石英玻璃管速热器(9)、热水阀门(10)依次连接，预热水胆(8)底部与连通管(22)一端相连，连通管(22)另一端与热水预热套管(12)、旁通管(11)一端相连，旁通管(11)另一端与预热水胆(8)上部连接，预热水胆(8)底部设有温度传感器(23)，智能控制模块(21)与镀膜石英玻璃管速热器(9)、温度传感器(23)分别连接，预热水胆(8)内部安装有干簧管水位计(7)，扩散吸收式制冷机芯的蒸发器(14)上套有冰水胆(4)，扩散吸收式制冷机芯的冷凝器(13)和发生器(15)之间套有热水预热套管(12)。

2.根据权利要求1所述的环保节能型冷热饮水机，其特征在于所述的扩散吸收式制冷机芯包括冷凝器(13)、蒸发器(14)、发生器(15)、吸收器(16)、电加热器(17)、稀溶液管(18)、平衡管(19)、储液器(20)；储液器(20)与发生器(15)、冷凝器(13)、蒸发器(14)、吸收器(16)依次连接，蒸发器(14)与吸收器(16)之间设有平衡管(19)，吸收器(16)设有稀溶液管(18)，发生器(15)上设有电加热器(17)。