CN102151085B - 节能电磁饮水机 - Google Patents
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Abstract
节能电磁饮水机，包括储水室，所述储水室设有两路出水口，其中一路出水口与加热器件进水口端连接，所述加热器件的出水口与出热水电磁阀连接，所述加热器件设置在高频电磁电路的加热线圈盘上，所述加热线圈盘的加热段受控于所述高频电磁电路在其内产生的磁场强度，所述高频电磁电路受控于控制电路，所述控制电路上连接有延时电路，所述出热水电磁阀与延时电路连接，所述控制电路上连接有定时电路，所述定时电路与外部面板上的按钮连接，所述定时电路接收到对应的按钮按下信号时馈送相应加热时间信号给控制电路，所述控制电路向高频电磁电路发送开启信号和加热时间信号，同时发送开启信号给延时电路，所述延时电路馈送延时开断信号给出热水电磁阀。<u/>
Description
技术领域
本发明涉及一种节能电磁饮水机。
背景技术
节能电磁饮水机加热器和电磁线圈盘组成一个高频变压器，电磁线圈盘是变压器初级，次级是电磁饮水机加热器。当电磁线圈盘有交变电压输出后，必然在次级电磁饮水机加热器上产生感应电流，感应电流通过电磁饮水机加热器自身的电阻发热（所以电磁饮水机加热器本身也是负载）而产生热量。
目前常用的饮水机采用电热管加热原理，通过温控开关保持饮水机内水温的恒定，其缺点是：电热管热转换效率较低，一般为75%左右；为保持水温恒定，不管有没有人用水，始终隔时通电保温，经测试，一台700W普通饮水机在20℃室温下，24小时保温耗电约1.6KW（不取热水）；饮用水在反复加热下，既会使水质变坏，亦会对人体产生不良的影响；在用水量较大的情况下，就来不及加热，需等待一段时间。
中国专利ZL200620141632.0公开了一种电磁式节能饮水机，其利用高频电磁加热系统解决了饮水机快速加热的问题，其加热线圈绕在所述的加热铁管外，依靠线圈产生的交变磁场产生的涡流使铁管发热，加热流过的冷水。但是该饮水机的高频电磁加热系统加热时产生的高频电磁磁场的强度是均等，而且即时加热的加热段是固定的，加热段的饮用水并不能每次都用完，不能确保加热过的剩余饮用水不被反复加热。因此加热能量不能随出水量调节，存在着过加热的问题。
发明内容
本发明要解决现有饮水机存在在用水量大等待时间长、反复加热水使水质变坏的问题，提供了一种避免重复水加热、无需等待水加热的节能电磁饮水机。
本发明的技术方案： 节能电磁饮水机，包括储水室，所述储水室设有两路出水口，一路出水口与出冷水电磁阀连接，另一路出水口与加热器件的进水口端连接，所述加热器件的出水口与出热水电磁阀连接，其特征在于：
所述加热器件呈盘状，其安装在控制其分段加热的高频电磁电路的加热线圈盘上，所述加热线圈盘的加热段受控于所述高频电磁电路的高频电流在加热线圈盘内产生的磁场，所述高频电磁电路受控于控制电路；所述控制电路上连接有延时电路，所述出热水电磁阀与所述延时电路连接，所述延时电路向所述出热水电磁阀发送延时开断信号；所述控制电路上连接有多个定时电路，所述定时电路的信号输入端与外部面板上设置加热时间的按钮连接，所述按钮设置的加热时间是加热预置杯数出水量所需的加热时间；
所述定时电路接收到对应的按钮按下信号时馈送相应的加热时间信号给控制电路，所述控制电路向所述高频电磁电路发送开启信号和加热时间信号，所述的高频电磁电路开启所述的加热线圈盘的加热段；同时，所述的控制电路发送开启信号给延时电路，所述延时电路馈送延时开断信号给出热水电磁阀。
进一步，所述加热器件是螺旋盘状管，所述螺旋盘状管内设有使水流定向定量流动的隔断。
或者，所述加热器件是往复式加热盘，所述往复式加热盘内设有使水流定向定量流动的隔断，形成往复式管路。
本发明的技术构思，采用电磁加热的方式来提高热转换效率，利用电磁加热原理，对铁质金属腔体内的饮用水进行加热，其普遍热转换效率能达到85%以上。以常用饮水机出水速度为5mL/s为设计目标，水温从20℃加热到80℃，并达到连续供水的目的，需要热量为1.6KJ/s，按热转换效率85%计算，设计的电磁加热器功率为1.8KW。用电磁加热替代传统电热管加热方式，主要的目的是无需对加热桶内的水提前加热并保温，即将电热管加热的待机功耗降到最低限度。以全国100万台饮水机计算，本发明每天可节电160万度，相当于三峡水电的满负荷发电量的十分之一。以某单位一台饮水机年工作200天、电价0.61元/度计算，电磁饮水机年节约电费195元。
为了确保剩余饮用水不被加热，通过定时电路来控制不同预置出水量的加热时间，即将出水按钮分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等几个按钮，分别表示取一、二、三等几杯水，通过定时加热的方式来控制相应的加热时间。
预置杯数出水量需要的加热能量决定着加热线圈盘的电磁功率和有效加热长度决定了其加热能力，而有效加热区域由高频磁场的覆盖范围决定，交变磁场强度大且覆盖在加热线圈盘的磁场范围大，则加热线圈盘加热速度快，实现了加热器件的分段加热，饮用水会在管路流动中分段加热，一方面可以减少加热到出水的时间，另一方面便于控制剩余饮用水的温度。本发明能够按照出水量调节高频电磁电路的交变磁场强度及其强磁场覆盖的范围，也就是能够按照出水量调节加热能量，避免重复加热和过加热的缺点。
为了达到前段出水的温度足够高，延时电路在高频电磁电路开始工作后就开始计时，让出热水电磁阀在按下出水按钮后延迟一段时间再出水，确保出水口水温在80℃以上。
本发明的有益效果：能够按照出水量调节加热能量，避免重复加热和过加热的问题；在用水量较大的情况下，无需等待加热，不受限制；而且结构简单合理，环保节能，加热效率高，避免浪费。
附图说明
图1是本发明的系统框图。
图2是本发明的螺旋盘状管结构示意图。
图3是本发明的往复式加热盘结构示意图。
图4是本发明的电子线路图。
图5是本发明的主控系统流程图。
具体实施方式
实施例一
参照图1 、图2，节能电磁饮水机，包括储水室，所述储水室设有两路出水口，一路出水口与出冷水电磁阀连接，另一路出水口与加热器件4的进水口端连接，所述加热器件4的出水口与出热水电磁阀5连接，所述加热器件4呈盘状，其设置在控制其分段加热的高频电磁电路2的加热线圈盘上，所述加热线圈盘的加热段受控于所述高频电磁电路2的高频电流在加热线圈盘内产生的磁场强度，所述高频电磁电路2受控于控制电路1；所述控制电路1上连接有延时电路3，所述出热水电磁阀5与所述延时电路3连接，所述高频电磁电路2向所述加热器件4发送分段加热信号，所述延时电路3向所述出热水电磁阀5发送延时开断信号；所述控制电路1上连接有多个定时电路6，所述定时电路6的信号输入端与外部面板上设置加热时间的按钮连接，所述按钮设置的加热时间是加热预置杯数出水量所需的加热时间；
所述定时电路6接收到对应的按钮按下信号时馈送相应的加热时间信号给控制电路1，所述控制电路1向所述高频电磁电路2发送开启信号和加热时间信号，所述的高频电磁电路2开启所述的加热线圈盘的加热段；同时发送开启信号给延时电路3，所述延时电路3馈送延时开断信号给出热水电磁阀5。
所述加热器件4是螺旋盘状管7，所述螺旋盘状管内设有使水流定向定量流动的隔断。
本发明的技术构思，高频电磁电路2是采用电磁加热的方式来提高热转换效率，利用电磁加热原理，对铁质金属腔体内的饮用水进行加热，其普遍热转换效率能达到85%以上。以常用饮水机出水速度为5ml/s为设计目标，水温从20℃加热到80℃，并达到连续供水的目的，需要热量为1.6kj/s，按热转换效率85%计算，设计的电磁加热器功率为1.8kw。用电磁加热替代传统电热管加热方式，主要的目的是无需对加热桶内的水提前加热并保温，即将电热管加热的待机功耗降到最低限度。以全国100万台饮水机计算，本发明每天可节电160万度，相当于三峡水电的满负荷发电量的十分之一。以某单位一台饮水机年工作200天、电价0.61元/度计算，电磁饮水机年节约电费195元。
预置杯数出水量需要的加热能量决定着加热线圈盘的电磁功率和有效加热长度决定了其加热能力而有效加热区域由高频磁场的覆盖范围决定，交变磁场强度大且覆盖在加热线圈盘的磁场范围大，则加热线圈盘加热速度快，实现了加热器件的分段加热，饮用水会在管路流动中分段加热，一方面可以减少加热到出水的时间，另一方面便于控制剩余饮用水的温度。本发明能够按照出水量调节高频电磁电路的交变磁场强度及其强磁场覆盖的范围，也就是能够按照出水量调节加热能量，避免重复加热和过加热的缺点。
为了达到前段出水的温度足够高，延时电路3在高频电磁电路2开始工作后就开始计时，让出热水电磁阀5在按下出水按钮后延迟一段时间再出水，确保出水口水温在80℃以上。
为了确保剩余饮用水不被加热，通过定时电路6来控制不同预置出水量的加热时间，即将出水按钮分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等几个按钮，分别表示取一、二、三等几杯水，通过定时加热的方式来控制相应的加热时间。假设设置有一、二、三杯水的预置出水量，分别由定时电路一、定时电器二、定时电路三通过控制电路1控制高频电磁电路2的工作时间，假定一杯水的水量为300mL，设计电磁电路的功率为1.8KW，经实验，当定时电路6的定时时间为5s时，出水口温度约82℃。高频电磁电路2一旦开始工作后，延时电路3立即开始计时，经实验，当加热时间为16s、出水300mL时，出水口温度为69℃。
节能电磁饮水机的电子线路图如附图4：220V交流电经D4整流后，由L2、C3、C4、Q7、加热线圈盘构成电磁加热系统；由FSD200和T1及78L05及外围元件构成+5V和+18V的供电系统；由LM339、Q8、Q9及外围电路构成比较驱动系统；由NE555及外围电路构成高频振荡电路；由PIC12C508及外围电路构成主控系统，主控系统流程图如附图5。
当K1（K2、K3）按钮按下时，主控系统在PIC12C508的6脚产生高电平，高电平延续时间为16S(30S、45S)，该信号使高频振荡电路产生25KHz 的方波，通过比较驱动电路后，使加热系统的Q7工作，工作时间为16S(30S、45S)，到达预设时间时高频振荡电路自动停止工作，系统停止加热；当K1（K2、K3）按钮按下的同时，主控系统延时5S后在PIC12C508的7脚产生高电平，通过Q1控制电磁水阀打开；当K1（K2、K3）按钮松开时，主控系统立即在PIC12C508的7脚产生低电平，通过Q1控制电磁水阀立即关闭。
电路中PIC12C508时钟信号由电网电压经R41降压后获得的50Hz信号提供；R42、R43、R44和LM339B为取样电路，确保高频振荡电路与加热系统振荡频率同步。
实施例二
参照图3，本实施例与实施例一的不同之处在于所述加热器件4是往复式加热盘8，所述往复式加热盘8内设有使水流定向定量流动的隔断，形成往复式管路。其余结构和功能均与实施例一相同。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (3)
1.节能电磁饮水机，包括储水室，所述储水室设有两路出水口，一路出水口与出冷水电磁阀连接，另一路出水口与加热器件的进水口端连接，所述加热器件的出水口与出热水电磁阀连接，其特征在于：
所述加热器件呈盘状，其安装在控制其分段加热的高频电磁电路的加热线圈盘上，所述加热线圈盘的加热段受控于所述高频电磁电路的高频电流在加热线圈盘内产生的磁场强度，所述高频电磁电路受控于控制电路；所述控制电路上连接有延时电路，所述出热水电磁阀与所述延时电路连接，所述延时电路向所述出热水电磁阀发送延时开断信号；所述控制电路上连接有多个定时电路，所述定时电路的信号输入端与外部面板上设置加热时间的按钮连接，所述按钮设置的加热时间是加热预置杯数出水量所需的加热时间；
所述定时电路接收到对应的按钮按下信号时馈送相应的加热时间信号给控制电路，所述控制电路向所述高频电磁电路发送开启信号和加热时间信号，所述的高频电磁电路开启所述的加热线圈盘的加热段；同时，所述的控制电路发送开启信号给延时电路，所述延时电路馈送延时开断信号给出热水电磁阀。
2.根据权利要求1所述的节能电磁饮水机，其特征在于：所述加热器件是螺旋盘状管，所述螺旋盘状管内设有使水流定向定量流动的隔断。
3.根据权利要求1所述的节能电磁饮水机，其特征在于：所述加热器件是往复式加热盘，所述往复式加热盘内设有使水流定向定量流动的隔断，形成往复式管路。
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