CN102949093A - 饮水机 - Google Patents

Abstract

一种饮水机，包括一进水系统、一饮用水储存系统、一冷却水系统、一制冷系统、一制热系统以及一出水系统。饮用水储存系统连通进水系统。制冷系统连通饮用水储存系统，包括一冷水胆与一第一热电元件。第一热电元件的致冷侧接触冷水胆。制热系统连通饮用水储存系统，包括一低温热水胆与一第二热电元件。第二热电元件的致热侧接触低温热水胆。冷却水系统连通进水系统且连接至第一热电元件的致热侧与第二热电元件的致冷侧。出水系统连通制热系统与制冷系统。

Description

饮水机

技术领域

本发明是有关于一种饮水机，且特别是有关于一种可稳定供给冰水与热水的饮水机。

背景技术

一般市售饮水机以温度控制功能分类可分为；温热型与冰温热型等两种。冰水温度约在4～8℃间，温水温度指常温27℃至50℃间，热水温度约50～95℃间。习知饮水机的热水产生方式是利用电热管直接或间接加热热水胆内的饮用水至90℃左右，以获得饮水机所需的热水，其缺点在于电热管的热交换效率差。饮水机的冰水产生方式则利用压缩机配合冷却盘管对冷水胆内饮用水进行制冷处理，其缺点在于冷媒有碍环保目的与压缩机振动噪音问题。

近期部分饮水机利用热电元件达到制造冰水的目的。饮水机使用热电元件的优点在于制热或制冷时只需依靠热电元件中的电子移动，不需要任何机械作动，具有系统稳定及低维修需求的特性，在小型家电领域应用具有极大的潜力。热电元件用于制热时，需另外设计致冷侧的散热机制。气冷式散热机制是在热电元件的致冷侧贴附散热鳍片，再以风机进行散热处理，缺点是散热效率不佳。水冷式散热是让热电元件的两侧分别贴附于冷水胆与热水胆上，热电元件作用时可同时加热热水胆中的饮用水及降低冷水胆中饮用水温度。但是，冷水胆与热水胆的容积是固定的，当使用者由其中的一水胆中取用饮用水后，晶片两侧的制热与制冷能力会不平衡而使热电元件的功能失常，因此市面上目前未见实际的商品贩售。

发明内容

本发明提供一种饮水机，可解决习知饮水机的热传导与热交换品质不佳的缺点。

本发明的饮水机包括一一进水系统、一饮用水储存系统、一冷却水系统、一制冷系统、一制热系统以及一出水系统。饮用水储存系统连通进水系统。制冷系统连通饮用水储存系统，包括一冷水胆与一第一热电元件。第一热电元件的致冷侧接触冷水胆。制热系统连通饮用水储存系统，包括一低温热水胆与一第二热电元件。第二热电元件的致热侧接触低温热水胆。冷却水系统连通进水系统且连接至第一热电元件的致热侧与第二热电元件的致冷侧。出水系统连通制热系统与制冷系统。

在本发明的一实施例中，饮水机更包括一净水系统，连通进水系统与冷却水系统且位于两者之间。此外，净水系统可为逆渗透(reverse osmosis)系统。另外，进水系统例如具有一原水进水头，连通净水系统。

在本发明的一实施例中，进水系统具有一排水头，连通冷却水系统。

在本发明的一实施例中，进水系统具有一净水进水头。净水进水头连通饮用水储存系统。

在本发明的一实施例中，出水系统具有一冰水控制阀。冰水控制阀连通冷水胆。

在本发明的一实施例中，饮用水储存系统是通过一孔口隔板与冷水胆隔间连通。

在本发明的一实施例中，出水系统具有一热水控制阀。热水控制阀连通低温制热水胆。

在本发明的一实施例中，制热系统例如更具有一高温制热水胆与一浸水式电热管。高温制热水胆连通低温制热水胆。浸水式电热管伸入高温制热水胆。另外，制热系统例如更具有一压力平衡管。压力平衡管连通低温制热水胆与高温制热水胆。

在本发明的一实施例中，低温制热水胆具有一泄压阀。

在本发明的一实施例中，出水系统具有一温水控制阀。温水控制阀连通饮用水储存系统。

在本发明的一实施例中，第一热电元件包括一底板、至少一热电晶片、一盖板以及一密封圈。底板具有相对的一第一表面与一第二表面。第二表面具有一第一扰流道。热电晶片配置于底板的第一表面。盖板组装至底板的第二表面。盖板朝向第二表面的表面具有一第二扰流道。盖板更具有连通冷却水系统的一入水贯穿孔与一出水贯穿孔。密封圈配置于盖板与底板之间。

在本发明的一实施例中，第二热电元件包括一底板、至少一热电晶片、一盖板以及一密封圈。底板具有相对的一第一表面与一第二表面。第二表面具有一第一扰流道。热电晶片配置于底板的第一表面。盖板组装至底板的第二表面。盖板朝向第二表面的表面具有一第二扰流道。盖板更具有连通冷却水系统的一入水贯穿孔与一出水贯穿孔。密封圈配置于盖板与底板之间。

基于上述，在本发明的饮水机中，各自独立的制冷系统与制热系统共用冷却水系统，故可保持稳定且极佳的散热效果而确保供水品质。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的饮水机的示意图。

图2是本发明另一实施例的饮水机的净水系统。

图3与图4是图2的饮水机的第一热电元件的示意图。

附图标记说明

具体实施方式

图1是本发明一实施例的饮水机的示意图。请参照图1，本实施例的饮水机1000包括一进水系统1100、一饮用水储存系统S12、一冷却水系统1200、一制冷系统1300、一制热系统1400以及一出水系统1500。饮用水储存系统S12连通进水系统1100。制冷系统1300连通饮用水储存系统S12，包括一冷水胆1320与一第一热电元件1310。第一热电元件1310的致冷侧接触冷水胆1320。制热系统1400连通饮用水储存系统S12，包括一低温热水胆1420与一第二热电元件1410。第二热电元件1410的致热侧接触低温热水胆1420。冷却水系统1200连通进水系统1100且连接至第一热电元件1310的致热侧与第二热电元件1410的致冷侧。出水系统1500连通制热系统1400与制冷系统1300。

本实施例的饮水机1000中，第一热电元件1310的致冷侧接触制冷系统1300的冷水胆1320，而第一热电元件1310的致热侧(散热侧)则连通冷却水系统1200而接触常温的水，以藉由冷却水系统1200提供的冷却水将致热侧(散热侧)的热量带走而维持第一热电元件1310的正常运作。因此，第一热电元件1310可持续且稳定地对制冷系统1300的冷水胆1320作用而产生冰水。另一方面，第二热电元件1410的致冷侧则连通冷却水系统1200而接触常温的水，以藉由冷却水系统1200提供的冷却水提供热量给致冷侧来提高致冷侧的温度而维持第一热电元件1310的正常运作。而第二热电元件1410的致热侧接触制热系统1400的低温制热水胆1420。因此，第二热电元件1410可持续且稳定地对制热系统1400的低温制热水胆1420作用而产生热水。因为制冷系统1300与制热系统1400并不共用热电元件与散热机制，所以即使从制冷系统1300的冷水胆1320中取出大量冰水，也不会影响制热系统1400的制热功能。反之，即使从制热系统1400的低温制热水胆1420中取出大量热水，也不会影响制冷系统1300的制冷功能。

藉此，本实施例的饮水机1000可稳定提供热水与冰水，而温水也可由混合热水与冰水获得。此外，热电元件的热交换效率也优于电热管与压缩机，且兼具低噪音、无机械损耗与符合环保要求的优点。藉由适当调控冷却水系统1200的冷却水水温，可同时使第一热电元件1310与第二热电元件1410皆处在良好的运作效率下，进行制冷与制热。

本实施例的进水系统1100具有一原水进水头1110、一净水进水头1120与一排水头1130。然而，在其他实施例中，进水系统也可仅包含单一进水头或有更多种类的进水头与排水头。本实施例的制热系统1400具有第二热电元件1410、低温制热水胆1420、一高温制热水胆1430与一浸水式电热管1440。本实施例的冷却水系统1200具有一冷却水槽1210。本实施例的出水系统1500具有一冰水控制阀1510、一温水控制阀1520与一热水控制阀1530，但其他实施例的出水系统也可以仅有两个出水头或更多出水头。冰水控制阀1510连通冷水胆1320。本实施例的饮水机1000还具有一净水系统1600、多个水泵1700、多根管路1800、多个控制阀1900、多个水位侦测器1910与多个温度侦测器1920。控制阀1900用以控制水的通过与否，水泵1700则用以加压输送水。以下，说明上述元件的连接关系以及部分元件的细部构造。

净水进水头1120经由管路1800与控制阀1900连接至饮用水储存系统S12。净水进水头1120所导入的是已在饮水机1000外经净化处理完成的饮用水。原水进水头1110经由管路1800与控制阀1900而直接连接冷却水槽1210。原水进水头1110也经由管路1800连接净水系统1600，并经由管路1800与控制阀1900连接至冷却水槽1210，且经由管路1800连接至饮用水储存系统S12。进入冷却水槽1210的水可补充冷却水的不足，也可调节冷却水的水温。排水头1130经由管路1800与控制阀1900连接至冷却水槽1210、冷水胆1320与高温制热水胆1430，用以将冷却水槽1210、冷水胆1320与高温制热水胆1430内的水排出以利清洁或搬运。

净水系统1600连通进水系统1100与冷却水系统1200且位于进水系统1100与冷却水系统1200之间。净水系统1600可为逆渗透系统其他型态的净水系统。本实施例的净水系统1600为3件式逆渗透饮用水净化器，包含一滤棉式过滤器1610、一逆渗透膜式过滤器1620与一后置式活性碳过滤器1630。原水输送至滤棉式过滤器1610滤除砂石与微生物等，再经控制阀1900进入逆渗透膜式过滤器1620滤除细菌、化合物与重金属等。在此控制阀1900用于控制系统内的储水量。最后，再经后置式活性碳过滤器1630去除异味。如此，即完成饮用水净化处理。原水经逆渗透膜式过滤器1620过滤后会产生部分废水，此废水输送至冷却水槽1210作为冷却水。

图1的净水系统1600也可由图2的净水系统2600取代。净水系统2600包括一滤棉式过滤器2610、一活性碳过滤器2620、一低孔径滤棉式过滤器2630、一逆渗透膜式过滤器2640与一后置式活性碳过滤器2650。原水经过滤棉式过滤器2610、活性碳过滤器2620与低孔径滤棉式过滤器2630滤除杂质后，再由一水泵1700进行加压送入逆渗透膜式过滤器2640进行过滤，而后再进入后置式活性碳过滤器2650去除异味，如此即可完成更纯净的饮用水净化处理。

冷却水槽1210用以储存由净水系统1600所产生的废水或由原水进水头1110引进的原水。水位侦测器1950用以侦测冷却水槽1210内的水位，并控制控制阀1900适时补水与排水。温度侦测器1920用以侦测冷却水槽1210内的水温。当水温过高时启动控制阀1900进行排出高温水与补进低温水的动作。

在一实施例中，饮用水储存系统S12是通过一孔口隔板1322与冷水胆1320隔间连通。饮用水储存系统S12用以储存净化饮用水，饮用水储存系统S12经由管路1800连通净水系统1600。饮用水储存系统S12同时经由管路1800与控制阀1900连通净水进水头1120，用以引进饮水机1000外已净化处理完成的饮用水。冷水胆1320用以储存冰水。孔口隔板1322上布满通孔，用以连通饮用水储存系统S12与冷水胆1320以利冷水胆1320的补水，并且可作为热分层间隔用，以防止冷水胆1320制冷时的热对流影响水温分布。水位侦测器1910用以侦测饮用水储存系统S12的水位，并配合控制阀1900的启闭以调节饮用水储存系统S12的水位。饮用水储存系统S12例如更具有一补水盖板1324，可以掀开并添加外来的饮用水，亦可关闭保护饮用水储存系统S12内饮用水的干净。饮用水储存系统S12经由管路1800连通低温制热水胆1420，使低温制热水胆1420可获得补充制热用饮用水，并共用饮用水储存系统S12的水位侦测器1910以节省零件数。连通饮用水储存系统S12与低温制热水胆1420的管路1800也连通温水控制阀1520，用以提供温水。

第一热电元件1310贴附于冷水胆1320。请参照图3与图4，本实施例的第一热电元件1310包括一底板1312、至少一热电晶片1314、一盖板1316以及一密封圈1318。本实施例以两个热电晶片1314为例，但也可以是单个或更多。此外，图3中同时绘示了两个视角的底板1312以方便说明，但实际上仅单一底板1312。底板1312具有相对的一第一表面1312A与一第二表面1312B。第二表面1312B具有一第一扰流道1312C。热电晶片1314配置于底板1312的第一表面1312A以直接接触冷水胆1320。盖板1316组装至底板1312的第二表面1312B。盖板1316朝向第二表面1312B的表面具有一第二扰流道1316A。盖板1316更具有连通冷却水系统1200的一入水贯穿孔1316B与一出水贯穿孔1316C。密封圈1318配置于盖板1316与底板1312之间。底板1312与盖板1316的材质以高热传导系数的材质为佳，例如金属。底板1312与盖板1316可利用螺丝或其他方式固定。密封圈1318用以密封盖板1316与底板1312之间的空间，避免冷却水逸出。第一扰流道1312C与第二扰流道1316A可增加冷却水的扰动而增加热交换的效率。

底板1312、盖板1316以及通过两者之间的冷却水可在热电晶片1314的致热侧进行散热，以避免热电晶片1314的致热侧的温度过高而导致热电晶片1314失效。正常运作下，就可藉由热电晶片1314的致冷侧降低冷水胆1320而达到制冷效果。冷水胆1320内的水温由温度控制器1920监测并据以控制热电晶片1314的启闭。入水贯穿孔1316B经由水泵1700、管路1800与控制阀1900连通冷却水槽1210以引入冷却水。出水贯穿孔1316C经由管路1800连通冷却水槽1210而将冷却水排出至冷却水槽1210以回收使用。

低温制热水胆1420外贴附第二热电元件1410。第二热电元件1410的组成与第一热电元件1310相同，在此不另外以图式说明。第二热电元件1410的致冷侧经由水泵1700、管路1800与控制阀1900连通冷却水槽1210而引入冷却水，以提高第二热电元件1410的致冷侧的温度来避免第二热电元件1410的致冷侧的温度过低而导致第二热电元件1410失效。正常运作下，就可藉由第二热电元件1410的致热侧提高低温制热水胆1420的温度而达到制热效果。第二热电元件1410的致冷侧也经由管路1800连通冷却水槽1210而将冷却水排出至冷却水槽1210以回收使用。低温制热水胆1420内的水温由温度控制器1920监测并据以控制热电晶片1314的启闭。控制阀19与管路1800连通低温制热水胆1420与高温制热水胆1430，用以补充高温制热水胆1430内的饮用水。低温制热水胆1420具有一泄压阀1422，用以平衡低温制热水胆1420内的压力。

高温制热水胆1430用以储存来自低温制热水胆1420所制成的较低温的热水。浸水式电热管1440伸入高温制热水胆1430，以做为高温段饮用水的加热热源。当所使用的第二热电元件1410的制热能力不足时，可搭配浸水式电热管1440以获得高温的热水。高温制热水胆1430内配置温度侦测器1920，并据以控制浸水式电热管1440的启闭。高温制热水胆1430内也配置水位侦测器1910，以控制连通至低温制热水胆1420的控制阀19。制热系统1400例如更具有一压力平衡管1450。压力平衡管1450连通低温制热水胆1420与高温制热水胆1430，以藉由低温制热水胆1420的泄压阀1422平衡高温制热水胆1430内的压力。高温制热水胆1430经由管路1800连通热水控制阀1530以提供热水。

综上所述，在本发明的饮水机中，制冷系统与制热系统以各自的热电元件进行制冷与制热，并且制冷系统与制热系统共用冷却水系统，故可保持稳定且极佳的供水品质。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (15)

1.一种饮水机，包括：

一进水系统；

一饮用水储存系统，连通该进水系统；

一制冷系统，连通该饮用水储存系统，包括一冷水胆与一第一热电元件，该第一热电元件的致冷侧接触该冷水胆；

一制热系统，连通该饮用水储存系统，包括一低温热水胆与一第二热电元件，该第二热电元件的致热侧接触该低温热水胆；

一冷却水系统，连通该进水系统，且连接至该第一热电元件的致热侧与该第二热电元件的致冷侧；以及

一出水系统，连通该制热系统与该制冷系统。

2.如权利要求1所述的饮水机，更包括一净水系统，连通该进水系统与该饮用水储存系统且位于两者之间。

3.如权利要求2所述的饮水机，该净水系统为逆渗透系统。

4.如权利要求2所述的饮水机，该进水系统具有一原水进水头，连通该净水系统。

5.如权利要求1所述的饮水机，该进水系统具有一排水头，连通该冷却水系统。

6.如权利要求1所述的饮水机，该进水系统具有一净水进水头，该净水进水头连通该饮用水储存系统。

7.如权利要求1所述的饮水机，该出水系统具有一冰水控制阀，该冰水控制阀连通该冷水胆。

8.如权利要求1所述的饮水机，该饮用水储存系统是通过一孔口隔板与该冷水胆隔间连通。

9.如权利要求1所述的饮水机，该出水系统具有一热水控制阀，该热水控制阀连通该低温制热水胆。

10.如权利要求1所述的饮水机，该制热系统更具有一高温制热水胆与一浸水式电热管，该高温制热水胆连通该低温制热水胆，该浸水式电热管伸入该高温制热水胆。

11.如权利要求10所述的饮水机，该制热系统更具有一压力平衡管，该压力平衡管连通该低温制热水胆与该高温制热水胆，该低温制热水胆具有一泄压阀。

12.如权利要求1所述的饮水机，该低温制热水胆具有一泄压阀。

13.如权利要求1所述的饮水机，该出水系统具有一温水控制阀，该温水控制阀连通该饮用水储存系统。

14.如权利要求1所述的饮水机，该第一热电元件包括：

一底板，具有相对的一第一表面与一第二表面，其中该第二表面具有一第一扰流道；

至少一热电晶片，配置于该底板的该第一表面；

一盖板，组装至该底板的该第二表面，该盖板朝向该第二表面的表面具有一第二扰流道，该盖板更具有连通该冷却水系统的一入水贯穿孔与一出水贯穿孔；以及

一密封圈，配置于该盖板与该底板之间。

15.如权利要求1所述的饮水机，该第二热电元件包括：

一底板，具有相对的一第一表面与一第二表面，其中该第二表面具有一第一扰流道；

至少一热电晶片，配置于该底板的该第一表面；

一盖板，组装至该底板的该第二表面，该盖板朝向该第二表面的表面具有一第二扰流道，该盖板更具有连通该冷却水系统的一入水贯穿孔与一出水贯穿孔；以及

一密封圈，配置于该盖板与该底板之间。

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