CN103047765B - 一种具有温控保温功能的开水器 - Google Patents

一种具有温控保温功能的开水器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种具有温控保温功能的开水器，包括一冷水箱、一热水箱、一升温管，所述升温管内设有一加热器，所述冷水管入水管上设有一进水阀；所述热水箱出水管上设有一出水阀；还包括一温度传感器、一驱动单元和一控制单元，所述控制单元电性连接至所述驱动单元，所述温度传感器电性连接至所述控制单元。本发明的优点在于，利用温度传感器实时监控水温，确保水温稳定在沸水温度，开水器随时放水都会放出温度足够高且温度稳定的开水。

Description

一种具有温控保温功能的开水器
技术领域
本发明涉及一种液体加热设备，特别是一种具有温控保温功能的开水器。
背景技术
现有技术的液体加热设备，如一种快速开水器(专利号ZL200920068344.0)，一般不具有温控保温功能，有些开水器虽具有温控保温功能，不过是通过温度控制开关控制、以二次加热方式实现其保温功能。这种开水器的不足之处在于，开水器放水之初的一段时间内会放出已冷却的开水或水温不稳定的开水。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，现有技术存在的开水器放水之初的一段时间内会放出已冷却的开水或水温不稳定的开水的问题。
本发明公开技术方案如下：
一种具有温控保温功能的开水器，包括：
一冷水箱，用于储存冷水；
一热水箱，用于储存热水；
一升温管，用于连通所述冷水箱和所述热水箱；
所述冷水箱设有一冷水箱入水管和一冷水箱出水管；
所述热水箱设有一热水箱入水管和一热水箱出水管；
所述升温管一端连通至所述冷水箱出水管，另一端连通至所述热水箱入水管；
所述升温管内设有一加热器，用于加热所述升温管中的水；
所述冷水箱入水管上设有一进水阀；
所述热水箱出水管上设有一出水阀；
所述热水箱上部的侧壁上设有一连通至所述冷水箱的回流管；
还包括：
一温度传感器，设置于所述升温管顶部或所述热水箱底部，用于实时监测
所述升温管顶部或所述热水箱底部的温度；
一驱动单元，电性连接至所述加热器，用于控制所述加热器的工作状态；
一控制单元，连接至所述进水阀，用于控制所述进水阀的工作状态；
所述控制单元电性连接至所述驱动单元，用于向所述驱动单元发送控制指令；
所述温度传感器电性连接至所述控制单元，用于将所述温度传感器监测的温度传送至所述控制单元。
进一步地，所述冷水箱内设有一冷水箱电极，所述热水箱内设有两根热水箱电极；所述冷水箱电极、所述热水箱电极分别通过导线电性连接至所述控制单元。
进一步地，所述冷水箱内设有一缓流管，所述缓流管的管口高于所述冷水箱的底部，所述冷水箱下方设有一缓流腔，所述缓流腔设有一缓流入水管和一缓流出水管，所述缓流腔通过所述缓流入水管连通至所述缓流管，所述缓流出水管连通至所述冷水箱底部；所述缓流出水管上设有一水泵，所述水泵通过导线电性连接至所述控制单元。
进一步地，所述缓流管内设有一缓流电极，所述缓流电极通过导线电性连接至所述控制单元。
进一步地，所述控制单元包括一振荡交流电发生器，通过导线电性连接至所述冷水箱电极、所述热水箱电极，用于发生振荡交流电流。
进一步地，所述控制单元包括一处理器和一振荡交流电发生器，处理器电性连接至所述振荡交流电发生器，用于监控所述振荡交流电流的频率变化。
进一步地，所述处理器通过导线分别电性连接至所述进水阀、所述水泵以及所述驱动单元，用于向所述进水阀、所述水泵以及所述驱动单元发送控制指令。
本发明的优点在于，利用温度传感器实时监控水温，确保水温稳定在沸水温度，开水器随时放水都会放出温度足够高且温度稳定的开水。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图中标号意思如下：
1、冷水箱，2、热水箱，3、驱动单元，4、控制单元，5、缓流管，6、缓流腔，7、水泵，8、进水阀，9、温度传感器，10、回流管，
11、冷水箱入水管，12、冷水箱出水管，13、冷水箱电极，
22、热水箱出水管，23、热水箱电极，24、热水箱电极，
31、加热器，32、升温管，
51、缓流电极，61、缓流入水管，62、缓流出水管。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。应当理解，尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明，但这些实施方案拟阐述，而不是限制本发明的范围。
实施例1
如图1为本发明实施例1的结构示意图，图中所示为一种具有温控保温功能的开水器，包括：
一冷水箱1，用于储存冷水；
一热水箱2，用于储存热水；
一升温管32，用于连通所述冷水箱和所述热水箱；
冷水箱1设有一冷水箱入水管11和一冷水箱出水管12；
热水箱2设有一热水箱入水管(图未示)和一热水箱出水管22；
升温管32一端连通至冷水箱出水管12，另一端连通至热水箱入水管(图未示)；
升温管32内设有一加热器31，用于加热升温管32中的水；
冷水箱入水管11上设有一进水阀8；
热水箱出水管22上设有一出水阀(图未示)。
本实施例1在工作中，外界的冷水从冷水箱入水管11进入冷水箱1，进水阀8可以用于控制进水量和水速，当冷水箱1中的水位较高时冷水从冷水箱出水管12流出，进入到升温管32中，被加热器31加热成热水，由于水温升高其密度也变小，被加热的水会向上流动，同时被加热器31进一步加热升温，热水从升温管32上方经由热水箱入水管(图未示)流入至热水箱2中存储，当用户有使用热水的需要时，只需要控制出水阀(图未示)即可经由热水箱出水管22放出热水。热水箱2上方与冷水箱1之间连通有一回流管10，当热水箱2中水位过高时，水经由回流管10流回至冷水箱1。
实施例1还包括：
一温度传感器9，设置于升温管32顶部或热水箱2底部，具体地说，是设置于升温管32顶部的侧壁上或热水箱2底部的外壁上，用于实时监测升温管32顶部或热水箱2底部的温度。.
一驱动单元3，电性连接至加热器31，用于控制加热器31的工作状态。
一控制单元4，连接至进水阀8，用于控制进水阀8的工作状态，调整冷水箱入水管11的进水量和水速。
控制单元4电性连接至驱动单元3，用于向驱动单元3发送控制指令，用户可以根据需要通过控制单元4调节加热器31的加热速度或效率。
温度传感器9电性连接至控制单元4，通过电信号将温度传感器9实时监测的温度传送至控制单元4。
控制单元4内事先设定一控制目标值，利用温度传感器9实时监测的温度值与控制目标值对比来控制加热器31间断加热。经过计算，温度传感器9输入信号对应的温度值与控制目标值越接近，加热开启的间隔时间越短，直到加热器以一个较长的间隔时间和很小的一个设定间隔时间值加热开启以维持温度传感器9附近的升温管9及热水箱1中水的温度不变；反之，温度传感器9输入信号对应的温度值与控制目标值越远(低于控制目标值)，加热开启的间隔时间越长；若温度传感器9输入信号对应的温度值与对应控制目标值较大，加热器31就会连续加热，使得温度传感器9附近的升温管32及热水箱2中的水温以最快的速度上升到控制目标值。
加热间隔时间设定为一恒定值时，加热持续时间Tm的计算公式如下：
公式中Tm为加热持续时间，Te为设置的目标温度，T为传感到的当前温度，P1为保温系数1，P2为维持温度的最小加热持续时间。加热间隔时间Tt可按照以下公式计算：
公式中Tt为加热间隔时间，Tm为加热持续时间，P3为保温系数3，P4为保温系数4，P5为保温系数5。
公式中P1、P2、P3、P4、P5为设定值，Te为设置的目标温度。
冷水箱1内设有一冷水箱电极13，热水箱2内设有两根热水箱电极23、24，冷水箱电极13、热水箱电极23、24分别通过导线电性连接至控制单元4。控制单元4包括一振荡交流电发生器(图未示)，通过导线电性连接至冷水箱电极13、热水箱电极23、24，用于发生振荡交流电流。
振荡交流电发生器(图未示)、热水箱电极23、热水箱电极24共同形成一变频液位检测控制电路，当热水箱2中热水的水位达到某一位置时，热水箱电极23、24都与热水接触，上述的变频液位检测控制电路形成连通回路，振荡交流电发生器(图未示)发生变频交流电流，该交流电电流的频率随电极与水接触的电阻大小而变化。
在热水箱电极23、热水箱电极24接触或离开水的瞬间，电极与通过水联接的另一电路端(通常是水箱体)的电阻会发生较大变化，这样在热水箱电极23、热水箱电极24之间的热水的工作电阻随着水位变化而发生变化，进而导致振荡交流电发生器(图未示)产生的交流电流的频率发生变化。
控制单元4包括一处理器(图未示)和一振荡交流电发生器，电性连接至振荡交流电发生器(图未示)，处理器(图未示)通过导线分别电性连接至进水阀8、水泵以及驱动单元3，用于向进水阀8、水泵以及驱动单元3发送控制指令。用户可以通过控制单元4中处理器(图未示)监控所述振荡交流电流的频率变化，以频率变化大小反应电极与水是否接触来判断水位，进而按照规定的标准控制进水阀8、水泵、驱动单元3以及加热器31的工作状态。
在热水箱2水位极低的情况下(如热水箱出水管22放水过快)，热水箱电极23、24都不能与水面接触，热水箱电极23、24都不能与控制单元4形成回路，处理器(图未示)可以监控到热水箱电极23、24都在一段时间(可自行设置，如10秒)内没有电流产生，控制单元4通过电信号控制加热器31停止加热，防止加热器31在无水环境下过热导致损坏或引起火灾；也可以通过电信号控制进水阀8加快供水，使得进水阀8供水速度与热水箱出水管22放水速度达到平衡。
若本实施例中水泵发生故障，用户可以通过控制单元4调节进水阀8的工作状态，使得进水阀8进水速度与热水箱出水管22出水速度相同，进而确保冷水箱1中的水位平衡。
在热水箱水位很高的情况下(热水箱出水管22放水过慢甚至停止放水)，热水箱电极23、24都能长时间与水面接触，热水箱电极23、24都长时间与控制单元4形成回路，处理器(图未示)可以监控到热水箱电极23、24都在一段时间(可自行设置，如10秒)内一直产生频率稳定的电流，此时整个系统中都是沸水，控制单元4通过电信号控制加热器31停止加热，以免浪费能源。
本实施例在检测液位时，采用变频交流电通过电极，使得电极在耐电腐蚀的同时，能适应水硬度更大范围的水质，使得在水质良好的地区及水质硬度很高的地区，都可顺利检测水位，适用各种水质，便于推广应用。本实施例不仅适用于加热水，还可以用于加热其他液体。
实施例2
图2为本发明实施例2的结构示意图，如图2所示，实施例2的技术方案大部分与实施例1相同，其区别技术特征在于，冷水箱1内设有一缓流管5，缓流管5的管口高于冷水箱1的底部，冷水箱1下方设有一缓流腔6，缓流腔6设有一缓流入水管61和一缓流出水管62，缓流腔6通过缓流入水管61连通至缓流管5，缓流出水管62连通至冷水箱1底部；缓流出水管62上设有一水泵7，水泵7通过导线电性连接至控制单元4，缓流管5内设有一缓流电极51，缓流电极51通过导线电性连接至控制单元4。本发明的用户可以通过控制单元4控制缓流电极51、水泵7、进水阀8、加热器31。本实施例中设有缓流管5、缓流腔6等缓流装置，能大幅降低进水阀8的动作频率，延长进水阀8的使用寿命，增强整个设备的可靠性。
冷水箱1中的水位达到一定高度(即缓流管5上端管口高度)后，水从缓流管5的上端管口处流出，经由缓流入水管61流入缓流腔6，再经由缓流出水管62流回至冷水箱1，如此多次循环，水泵7为缓流出水管62中的水提供循环动力。冷水箱1中的水经由冷水箱出水管12流至升温管32中，水被加热器31加热后，由于水温升高其密度也变小，被加热的水会向上流动，同时被加热器31进一步加热升温，热水从升温管32上方经由热水箱入水管(图未示)流入至热水箱2中存储。
缓流管5上端管口高度，可以决定冷水箱1中的水位以及从冷水箱出水管12流入升温管32水流速度，管口高度越高，水流速度越慢。在加热器3加热中，从冷水箱出水管12流入升温管32的水流速度可以决定升温管32上端的水温、热水箱2中的水温、热水箱出水管22中的水温。确定缓流管5上端管口高度，即可保证从热水箱出水管22可以持续流出沸水。
在冷水箱1水位极低的情况下(如进水阀8放水过慢或不放水)，冷水箱电极13、缓流电极51都不能与水面接触，都不能与控制单元4形成回路，处理器(图未示)可以监控到冷水箱电极13、缓流电极51都在一段时间(可自行设置，如10秒)内没有电流产生，控制单元4通过电信号控制加热器31停止加热，防止加热器31在无水环境下过热导致损坏或引起火灾；也可以通过电信号控制进水阀8加快供水，使得进水阀8供水速度与热水箱出水管22放水速度达到平衡。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种具有温控保温功能的开水器，包括：
一冷水箱，用于储存冷水；
一热水箱，用于储存热水；
一升温管，用于连通所述冷水箱和所述热水箱；
所述冷水箱设有一冷水箱入水管和一冷水箱出水管；
所述热水箱设有一热水箱入水管和一热水箱出水管；
所述升温管一端连通至所述冷水箱出水管，另一端连通至所述热水箱入水管；
所述升温管内设有一加热器，用于加热所述升温管中的水；
所述冷水箱入水管上设有一进水阀；
所述热水箱出水管上设有一出水阀；
所述热水箱上部的侧壁上设有一连通至所述冷水箱的回流管；
其特征在于，还包括：
一温度传感器，设置于所述升温管顶部或所述热水箱底部，用于实时监测所述升温管顶部或所述热水箱底部的温度；
一驱动单元，电性连接至所述加热器，用于控制所述加热器的工作状态；
一控制单元，连接至所述进水阀，用于控制所述进水阀的工作状态；
所述控制单元电性连接至所述驱动单元，用于向所述驱动单元发送控制指令；
所述温度传感器电性连接至所述控制单元，用于将所述温度传感器监测的温度传送至所述控制单元；
所述冷水箱内设有一冷水箱电极，所述热水箱内设有两根热水箱电极，所述冷水箱电极、所述热水箱电极分别通过导线电性连接至所述控制单元；
所述冷水箱内设有一缓流管，所述缓流管的管口高于所述冷水箱的底部，所述冷水箱下方设有一缓流腔，所述缓流腔设有一缓流入水管和一缓流出水管，所述缓流腔通过所述缓流入水管连通至所述缓流管，所述缓流出水管连通至所述冷水箱底部；所述缓流出水管上设有一水泵，所述水泵通过导线电性连接至所述控制单元。
2.如权利要求1所述的一种具有温控保温功能的开水器，其特征在于，所述缓流管内设有一缓流电极，所述缓流电极通过导线电性连接至所述控制单元。
3.如权利要求1所述的一种具有温控保温功能的开水器，其特征在于，所述控制单元包括一振荡交流电发生器，通过导线电性连接至所述冷水箱电极、所述热水箱电极，用于发生振荡交流电流。
4.如权利要求1所述的一种具有温控保温功能的开水器，其特征在于，所述控制单元包括一处理器和一振荡交流电发生器，处理器电性连接至所述振荡交流电发生器，用于监控振荡交流电流的频率变化，所述处理器通过导线分别电性连接至所述进水阀、水泵以及所述驱动单元，用于向所述进水阀、所述水泵以及所述驱动单元发送控制指令。
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