CN101461663B - 一种即热式饮水机水热系统 - Google Patents

Abstract

一种即热式饮水机水热系统，属于饮水机技术领域。其特征在于进水管一路通过三通管与冷水箱底部的水箱进水口管道连接，另一路与加热水管底部管道连接，加热水管竖向设置，加热水管内竖向设置加热器，加热水管上部与热水龙头管道连接，加热水管顶部连接设置排气管，排气管连接伸入冷水箱，排气管出口位置处于冷水箱上部空腔中，冷水箱通过侧壁设置的水箱出水口与冷水龙头管道连接，水箱出水口的位置高于水箱进水口。该即热式饮水机水热系统，每次取用第1杯热水时，需稍候数秒钟，从第2杯开始就无需等候，可以取用任意杯热水，直至取完桶装水或袋装水内的水。采用该系统的饮水机与传统饮水机相比可以省电80％以上。

Description

一种即热式饮水机水热系统

技术领域 [0001] 本发明属于饮水机技术领域，具体为一种即热式饮水机水热系统。 背景技术

[0002] 传统饮水机烧开水的工作原理是：冷水从热胆底部进入，热水从热胆顶部流出，利 用热水比重低于冷水比重的特点，当打开热水龙头时，冷水从底部进入热胆将热水从顶部 压出；在热胆内设置加热器，用温控开关控制加热器，当热胆内的水烧至95°C左右时，自动 断电，加热器停止工作，当加热水管内的水温降至78°C左右时，自动通电，加热器重新工作。 在饮水机待机状态下，热胆总是处于重复加热的循环中，电力浪费惊人；且热胆内的水也会 因为重复加热而逐渐老化，失去活性，影响人体健康。根据专业检测，一台功率为550W的普 通饮水机，在待机状态下，每小时耗电量为0. 0354度，每天耗电0. 85度，每年耗电310度， 全国数亿台饮水机每年要浪费掉几百亿度电。

发明内容

[0003] 针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种即热式饮水机 水热系统的技术方案，加热速度快，即开即热，使用方便，采用该系统的饮水机与传统饮水 机相比可以省电80%以上。

[0004] 所述的一种即热式饮水机水热系统，包括与桶装水或袋装水出水口连接的进水 管，其特征在于进水管一路通过三通管与冷水箱底部的水箱进水口管道连接，另一路与加 热水管底部管道连接，加热水管竖向设置，加热水管内竖向设置加热器，加热水管上部与热 水龙头管道连接，加热水管顶部连接设置排气管，排气管连接伸入冷水箱，排气管出口位置 处于冷水箱上部空腔中，冷水箱通过侧壁设置的水箱出水口与冷水龙头管道连接，水箱出 水口的位置高于水箱进水口。

[0005] 所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于排气管从冷水箱底部伸入其上部 空腔中，排气管的出口位置高于水箱出水口。

[0006] 所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于排气管与冷水箱箱体上部设置的 开口连接，通过开口连接伸入冷水箱上部空腔中。

[0007] 所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于进水管上部连接设置三通接头， 三通接头通过管道与第二冷水龙头连接。

[0008] 所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于加热水管的净容量为 200ml-300ml，加热器的功率为2000w_3000w，冷水箱的容量为1000ml-1500ml。

[0009] 所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于水箱出水口设置在冷水箱侧壁二 分之一位置。

[0010] 所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于加热水管管壁上配合设置防干烧 温控器。

[0011] 所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于热水龙头上设置电磁阀，加热水管管壁上对应设置电磁阀温控器。

[0012] 所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于防干烧温控器与加热器、电源电 路连接。

[0013] 所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于电磁阀、电磁阀温控器与变压器、 桥式整流电路、电源电路连接。

[0014] 上述一种即热式饮水机水热系统，首次使用时，应先打开冷水龙头，等有水流出后 再关闭； 以后使用时，取冷水则打开冷水龙头；取用热水则通过打开电源开关接通电源，力口 热器开始工作，当加热水管内的水温达到设定温度时，电磁阀打开，热水流出；关闭电源，力口 热器停止工作，防止重复加热现象；每次取用第1杯热水时，需稍候数秒钟，从第2杯开始就 无需等候，可以取用任意杯热水，直至取完桶装水或袋装水内的水。采用该系统的饮水机与 传统饮水机相比可以省电80 %以上。

附图说明

[0015] 图1为本发明的结构示意图；

[0016] 图2为本发明另一实施例的结构示意图；

[0017] 图3为本发明的电路控制框图；

[0018] 图中：1-进水管、2-三通管、3-加热水管、4-电磁阀温控器、5-防干烧温控器、 6-电磁阀、7-热水龙头、8-加热器、9-冷水龙头、10-冷水箱、IOa-水箱进水口、IOb-水箱出 水口、11-排气管、12-变压器、13-桥式整流电路、14-电源、15-三通接头、16-第二冷水龙 头。

具体实施方式

[0019] 以下结合说明书附图对本发明作进一步说明。

[0020] 如图所示，该即热式饮水机水热系统，包括与桶装水或袋装水出水口连接的进水 管1。进水管1 一路通过三通管2与冷水箱10底部的水箱进水口 IOa管道连接，另一路与 加热水管3底部管道连接，加热水管3竖向设置，加热水管3内竖向设置加热器8，加热水 管3上部与热水龙头7管道连接，加热水管3顶部连接设置排气管11，排气管11连接伸入 冷水箱10，排气管11出口位置处于冷水箱10上部空腔中，冷水箱10通过侧壁设置的水箱 出水口 IOb与冷水龙头9管道连接，水箱出水口 IOb的位置高于水箱进水口 10a，水箱出水 口 IOb设置在冷水箱10侧壁二分之一位置为最佳。排气管11可以从冷水箱10底部伸入 其上部空腔中，排气管11的出口位置高于水箱出水口 10b。排气管11也可以与冷水箱10 箱体上部设置的开口连接，通过开口连接伸入冷水箱10上部空腔中。

[0021 ] 加热水管3的净容量为200ml-300ml，加热器8的功率为2000w_3000w，冷水箱10 的容量为1000ml-1500ml。加热水管3的净容量指加热水管3的总容量减去加热器8所占 空间后的容量，应与一杯水的容量相等，一般以200ml为佳，在加热水管3的净容量为200ml 的情况下，冷水箱10的容量以1000ml为佳，加热器8的功率为3000W。水箱出水口 IOb设 置在冷水箱10侧壁二分之一位置时，冷水箱10内水的容积和空腔容积为各500ml。通过各 个参数的规范设置，使得加热水管3在加热时产生的蒸汽能全部被排入冷水箱10中，并被 冷凝吸收，使得从热水龙头7流出的热水符合饮水机饮用水的温度标准。如果冷水箱10的容积过小，则加热水管3内产生的蒸汽就无法排入冷水箱10中，造成加热水管3内部汽化， 热水不能流出。

[0022] 加热水管3管壁上配合设置防干烧温控器5，防干烧温控器5与加热器8、电源14 电路连接。热水龙头7上设置电磁阀6，加热水管3管壁上对应设置电磁阀温控器4，电磁 阀6、电磁阀温控器4与变压器12、桥式整流电路13、电源14电路连接。

[0023] 冷水箱10出来的水有一定串温，水箱出水口 IOb越低影响越小。为此还可以在进 水管1上部连接设置三通接头15，三通接头15通过管道与第二冷水龙头16连接，从第二冷 水龙头16出来的冷水不会有串温的现象发生。

[0024] 电磁阀温控器4达到设定温度时，电磁阀6开启工作，电磁阀温控器4可以自动复 位。防干烧温控器5达到设定温度时，自动断电，与其电路连接的加热器8断电，保障使用 安全，防干烧温控器5需要手动复位。加热器8的功率控制在3000W以内，进一步保障使用 安全。变压器12将220V市电降低到所需的低压电，一般降低到6-12v低压。桥式整流电 路13的作用是将交流电变为直流电，具体结构为现有公知技术。每次接第一杯水时须稍候 5-30秒时间，等候时间的长短由饮水机使用时的环境温度和冷水温度的高低决定。环境温 度和冷水温度越高，等候的时间就越短。第一杯开水流出后，若取第二杯或任意杯，则无须 等候，即开即用。

[0025] 冷水龙头9兼初始空气排放口，首次使用时，应先打开冷水龙头9，等有水流出后 再关闭，此时冷水箱10中的水位与水箱出水口 IOb位置在同一高度上；以后使用时，取冷水 则打开冷水龙头9，取用热水则先通过打开电源开关接通电源14，加热器8开始工作，当加 热水管3内的水温达到设定温度时，电磁阀6打开，热水流出；加热水管3中产生的蒸汽从 排气管11进入冷水箱10上部空腔中，冷凝回收到冷水箱10中；关闭电源14，加热器8停 止工作，电磁阀6关闭。每次取用第1杯热水时，需稍候数秒钟，从第2杯开始就无需等候， 可以取用任意杯热水，直至取完桶装水或袋装水内的水。

[0026] 本发明可以将15°C、以每秒IOml的速度连续流进加热水管3的冷水，烧至90°C后 从热水龙头7流出。根据能量守恒定律，可进行以下计算验证：

[0027] 1、将 200ml 饮用水，从 15°C烧到 90°C所需要的热量为 200ml X 4. 2 X (90°C -15°C ) =63000 焦耳。

[0028] 2,200ml饮用水温度每升高1度所需要的热量为63000 + 75 = 840焦耳。

[0029] 3、在热水龙头7关闭的情况下加热10秒钟，加热水管3内200ml饮用水可以得到 的热量为：

[0030] 3000ml X 10秒=30000焦耳，这些热量可以使加热水管3内的水温升至 15+(30000 + 840) = 51 度。

[0031] 4、当加热水管3内的水温升至51度时，通过电磁阀温控器4打开了热水龙头7的 电磁阀6，当加热水管3中200ml饮用水以每秒IOml速度从热水龙头7全部流出的过程中， 所得到的热量为：

[0032] 3000WX 1 秒 +200ml X IOml

[0033] +3000WX2 秒 +200ml X IOml

[0034] +3000WX3 秒 +200ml X IOml

[0035] +3000WX20 秒+200mlX10ml[0036] = 3000WX (1+2+3+......+20) +200ml X IOml

[0037] = 31500焦耳，这些热量可以使200ml 51度水升温至51+(31500 + 840)= 51+37. 5 = 88. 5 度。

[0038] 5、将第1杯200ml 15°C的水烧至88. 5°C所需的时间为10秒+20秒=30秒。

[0039] 6、在第1杯200ml饮用水从加热水管3中以每秒IOml流出的同时，第2个200ml 饮用水以同样速 度流进了加热水管3中，并在此过程中得到了以下热量：

[0040] 3000WX (1+2+......+20) X 200ml + IOml = 31500 焦耳，在第 2 个 200ml 饮用水以

每秒IOml速度从加热水管3中全部流出的同时，第3个200ml的饮用水又以同样的速度 流进了加热水管3，在此过程中，第2个200ml和第3个200ml的饮用水分别得到了 31500 焦耳的热量，每个200ml的饮用水在以每秒IOml流进流出加热水管3中的过程中得到 的总热量为31500X2 = 63000焦耳，这些热量可以200ml饮用水的温度从15度升高至 15+(63000 + 840) = 90 度。

[0041] 综上所述，本发明较好地实现了即用即烧的目标，设计巧妙，构思独特，性能稳定， 使用方便，采用该系统的饮水机与传统饮水机相比可以省电80 %以上。

Claims (10)

1. 一种即热式饮水机水热系统，包括与桶装水或袋装水出水口连接的进水管(1)，其特征在于进水管(1)一路通过三通管(2)与冷水箱(10)底部的水箱进水口(10a)管道连接，另一路与加热水管(3)底部管道连接，加热水管(3)竖向设置，加热水管(3)内竖向设置加热器(8)，加热水管(3)上部与热水龙头(7)管道连接，加热水管(3)顶部连接设置排气管(11)，排气管(11)连接伸入冷水箱(10)，排气管(11)出口位置处于冷水箱(10)上部空腔中，冷水箱(10)通过侧壁设置的水箱出水口(10b)与第一冷水龙头(9)管道连接，水箱出水口(10b)的位置高于水箱进水口(10a)。
2. 2.如权利要求1所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于排气管（11)从冷水箱 (10)底部伸入其上部空腔中，排气管（11)的出口位置高于水箱出水口（10b)。
3. 3.如权利要求1所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于排气管（11)与冷水箱 (10)箱体上部设置的开口连接，通过开口连接伸入冷水箱（10)上部空腔中。
4. 4.如权利要求1所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于进水管（1)上部连接 设置三通接头（15)，三通接头（15)通过管道与第二冷水龙头（16)连接。
5. 5.如权利要求1所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于加热水管（3)的 净容量为200ml-300ml，加热器（8)的功率为2000w-3000w，冷水箱（10)的 容量为 1000ml-1500ml。
6. 6.如权利要求1所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于水箱出水口（IOb)设 置在冷水箱（10)侧壁二分之一位置。
7. 7.如权利要求1所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于加热水管（3)管壁上 配合设置防干烧温控器（5)。
8. 8.如权利要求1所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于热水龙头（7)上设置 电磁阀（6)，加热水管（3)管壁上对应设置电磁阀温控器（4)。
9. 9.如权利要求7所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于防干烧温控器（5)与 加热器（8)、电源(14)电路连接。
10. 10.如权利要求8所述的一种即热式饮水机水热系统，其特征在于电磁阀（6)、电磁阀 温控器⑷与变压器（12)、桥式整流电路（13)、电源（14)电路连接。