CN103622554B

CN103622554B - 一种可定量定温出水的饮水机及饮水机输出水的控制方法

Info

Publication number: CN103622554B
Application number: CN201310674365.8A
Authority: CN
Inventors: 何杰恩
Original assignee: Individual
Current assignee: Foshan Beisijie Technology Co ltd
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2033-12-11
Also published as: CN103622554A; WO2015085652A1

Abstract

本发明公开了一种可定量定温出水的饮水机，其包括外壳；常温水容器，用于输出常温水的常温水泵组件，常温水容器内设有温度传感器；具有保温功能的热水容器，用于输出热水的热水泵组件，所述热水容器内设有加热装置，热水容器内设有温度传感器和液位检测装置；给热水容器注水的输送水泵组件；用于将常温水和热水混合的冷热水混合器；控制饮水机工作的控制器。使用本发明，根据所需要的温度，分别控制常温水泵组件和热水泵组件各以一定速率或者输出量往冷热水混合器输入常温水和热水，并经混合输出，即可得到所需要温度或者所需容量的水。本发明还公开了一种饮水机输出水的控制方法，其可以定温定量输出水。

Description

一种可定量定温出水的饮水机及饮水机输出水的控制方法

技术领域

本发明涉及一种饮水机，尤其涉及一种可定量定温出水的饮水机及饮水机输出水的控制方法。

背景技术

目前市场上具有调温立即出水功能的饮水机不多尤其缺少可定量定温出水的饮水机。随着生活水平的提高，人们对饮水的要求越来越高，精确定温和定量的饮用水机已经成为人们在日常生活中多个方面的迫切需要，例如冲婴儿奶粉的水不但要特定的温度范围也需要精确的输出水量，不同的类型的茶叶如果想达到最佳的冲泡效果所用水的温度必须尽可能的接近最佳冲泡温度。作为使用的角度上，人们希望这样的饮水机是能立刻出水，方便的调节输出水温和水量，并且是一个体积小巧，在倡导节能环保的时代人们也希望这样的产品是一个节能环保和减少浪费的产品。

目前在市场上的饮水机和检索到的饮水机相关的专利文献，实现可调温度输出的饮水机主要有直接把水加热到指定温度和通过冷热水按水量比例混合两种方式。

直接加热的方式也被称为即热型饮水机，这种方式的饮水机不但存在配电功率高，温控效果差，出水需要等待等等基本难以解决的问题，并且还要采取措施解决诸如结垢、流速偏小、出水喷溅等的问题使得机器的结构复杂成本高。目前有很多公开的饮水机专利使用这种方式，但基本上都是围绕解决上述问题并没有实现精确的定温定量输出。

采用冷热水按水量比例混合的方式在目前的技术当中是实现调温饮水机的一种比较优的方案，公开号为CN1500432A的中国发明专利申请公开了一种可调温的饮水机，该发明专利申请提出了两种方案实现水的按比例混合，用控制电磁阀通断时间的方式和通过控制冷热两个电泵的流量。通过控制电磁阀通电时间这样的方式只能非常大概的控制输出温度而且不稳定。通过控制冷热水两个电泵的流量的方式是理论上的最佳方案，但该发明专利申请存在以下问题：1.热水容器没有提出保温方案使得如果想让热水容器的水恒定在某一温度必须频繁的反复加热将会消耗大量的电能。2.即便该发明专利申请提出保温方案，但如果需要接近100度的水的温度该方案就必须让热水容器里的水恒温在接近100度，这样也会消耗比较多的电能，如果降低最高温度将会使使用范围减少和带来不便，比如其调温方法里所体现出来的，所选择的温度只能是处于其高温水罐和低温水罐的当前水温之间，超出该范围温度的水则不能得到，因此其使用范围有限。3.公开的技术方案难以实现让水按精确的比例混合，没有提出如何实现精确的流量控制。4.要想实现冷水、热水的输出必须要三个容器，加热水罐、制冷水罐、常温饮用水储水槽等都采用现有的常见结构，各自相互独立，整个饮水机结构复杂，不够紧凑，体积大。

此外，现有技术的饮水机中，大多会存有一个缺陷，即当输出较高温度水时，通常出水量会较小，取水等待时间长。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可精确定量定温出水并且可立即输出任一温度任一水量水的饮水机。

本发明的目的还在于提供一种更为节能环保的饮水机。

本发明的再一个目的在于提供一种在定量定温出水时出水量大的饮水机，尤其是在输出较高温度水时，也能优先保障出水量大，取水等待时间短。

本发明还提供一种结构紧凑、体积小巧的可定量定温出水的饮水机。

本发明又提供一种饮水机输出水的控制方法。

为解决上述技术问题，实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种可定量定温出水的饮水机，所述饮水机包括外壳；常温水容器，用于输出常温水的常温水泵组件，常温水容器内设有温度传感器；具有保温功能的热水容器，用于输出热水的热水泵组件，所述热水容器内设有加热装置，热水容器内设有温度传感器和液位检测装置；给热水容器注水的输送水泵组件；用于将常温水和热水混合的冷热水混合器；控制饮水机工作的控制器。通过控制常温水泵组件和热水泵组件各以一定速率（流量）往冷热水混合器输入常温水和热水，并经混合输出，即可得到所需温度的水，同时分别控制常温水泵组件和热水泵组件按各自流量输出一定量的常温水和热水，则可定量得到所需温度的水。并且，按照用户的操作，饮水机可立即输出任一温度任一水量的水。热水容器设计有保温功能，可以满足热水容器在需要时输出热水（用于与常温水混合或者用于直接出水），而同时又具有节能环保的效果。

优选的，所述常温水泵组件和热水泵组件采用定量泵。更优选的，定量泵采用齿轮泵。使用齿轮泵，通过其齿轮的旋转速度，可以控制其输出水流量，通过旋转圈数，可以控制出水量。

进一步的，所述定量泵连接有编码器，设置编码器可以实时地修正转速与流量之间的对应关系。以齿轮泵为例，设置编码器可以实时检测齿轮泵的转速和转过的圈数，从而更精确地定速定量输水。在运行过程中，可以以一定时间间隔不断地对编码器反馈回来的脉冲数进行比对和工作，可以实时的调整和纠正齿轮泵的输出控制量使得两个泵的流量按照指定的比例进行工作，并实时检测是否到达预定的出水水量，确保定速定量，定速（尤其是热水和常温水的混合，对各自流量的精确控制，才能进一步保障热水和常温水的流量比例的精确性，以保障出水温度的精确）定量（保障了出水量的精确）最大限度地保障了精确地定温定量出水。

作为本发明一种可定量定温出水的饮水机技术方案的改进，所述热水容器的热水泵通过一伸入所述热水容器的支架管安装于所述热水容器内部，所述热水泵的传动轴设于所述支架管内，传动轴的外端与安装于热水容器外的电机传动连接或者通过联轴器联接。这样，在具体安装时，热水泵可以设置于容器底部，而电机却设置于容器外部，解决了让电机放在热水容器内受热不能正常工作的问题。

作为一种优选的方式，所述传动轴与电机皮带传动，电机上的皮带轮和传动轴上的皮带轮为减速设置。当然，传动轴还可与电机齿轮传动等其他传动方式。所述编码器可以优选安装于所述电机的皮带轮上，由于电机的皮带轮和传动轴的皮带轮为减速设置，即电机的皮带轮为小皮带轮，编码器安装于电机的皮带轮上，那么，相应的，编码器的编码盘也可以较小（相对于安装在传动轴的大皮带轮上），有利于饮水机内部结构的紧凑。

作为本发明一种可定量定温出水的饮水机技术方案的改进，热水泵组件的泵头的入水口设于底部，出水口设于上部。当然，这非必须，只不过入水口设于底部，出水口设于上部，更符合水流的需要。采用其他布局，当然也属于本发明的保护范围内。

作为本发明一种可定量定温出水的饮水机实施例的改进，所述常温水容器的常温水泵通过一伸入所述常温水容器的支架管安装于所述常温水容器底部，所述常温水泵的传动轴设于所述支架管内，外端与安装于常温水容器外的电机传动连接。优选的，所述常温水容器内的常温水泵的传动轴与电机皮带传动，电机上的皮带轮和传动轴上的皮带为减速设置，所述编码器安装于电机的皮带轮上。常温水容器中的常温水泵的安装方式与热水容器内的热水泵组件的安装结构基本相同。

作为本发明一种可定量定温出水的饮水机实施例的改进，所述热水泵和常温水泵除了采用上述的齿轮泵，也可以采用其他水泵，比如，作为齿轮泵的另一种替换方案，隔膜泵也是一种选择，而且隔膜泵则可不设置于饮水机容器内，不过隔膜泵的成本更高，且噪音更大。此外，如果不需要严格地控制水的流量，即定量定温出水，那么，离心泵也是一种可替换的方案。

作为本发明一种可定量定温出水的饮水机技术方案的改进，所述常温水泵和所述给热水容器注水的输送水泵为同一个泵，采用包括两个阀门和两个出水口可分别向所述冷热水混合器送水或向所述热水容器注水的双向泵。

作为本发明一种可定量定温出水的饮水机技术方案的改进，所述热水容器内的加热装置可对热水容器的水在出水过程中进行二次加热。在本发明中，将热水容器内的水经热水泵输送前被加热装置加热定义为一次加热，而热水容器内的水通过热水泵输送在输水管输送过程中被加热装置再次加热定义为二次加热。通过二次加热的设计，热水容器内的水可以保温在一个较低的温度，当需要输出高于热水容器的保温水的温度的热水时，则调节加热装置的功率（必要时结合调节热水泵输出热水的流量），使得输出保温水在输送过程中被加热至指定温度，即可得到高于保温水的热水。这种非高温保温的方案，无疑在可以即时得到高温热水时，又具有节能环保的效果（或者说在维持较低温度保温以节能的同时，又可以即时得到较高温度的热水），具有显著的优越性。此外，通过加热装置的这种二次加热功能，还可以在调节出水温度时增加一个调节变量，因而可以在获取指定温度的热水时，优先保障水泵大量出水（在水泵以最大流量工作情况下，通过调节加热装置的功率以调节热水输出的温度），在本发明中，还将结合温度控制方法进一步阐述。

为了实现上述二次加热功能，具体的，所述加热装置与所述热水泵组件往冷热水混合器输水的输水管一体安装，所述加热装置可对热水容器的水进行加热，并可对热水在输水管内的水往冷热水混合器输送过程中对其进行二次加热。进一步的，所述加热装置包括一内壁带凹槽的金属管、设于金属管内与所述金属管内壁贴紧并同心安装的发热管，所述金属管内壁的凹槽形成给冷热水混合器输水的输水管道，所述金属管的底端通过管道与热水泵的输出口连接，所述金属管的顶端通过管道与冷热水混合器的热水输入口连接。这样，加热管通过金属管可对热水容器内的水进行常规加热（即一次加热）；而热水容器的水经热水泵从上述凹槽形成的输水管道输送时又能被加热管二次加热。

进一步的，所述金属管的顶端连接有一在连接处的侧面带开口的连接管，所述金属管的顶端的管壁对应所述连接管的开口设有开槽，所述金属管的开槽与所述连接管的开口通往冷热水混合器的热水输入口的管道，所述发热管的电线通过连接管的末端引出。

为了实现上述二次加热，本发明一种可定量定温出水的饮水机技术方案的另一种改进，所述加热装置包括常规加热器和二次加热器，所述二次加热器包括一金属管、设于金属管内与金属管同心安装的发热管，所述发热管与金属管之间具有环形水流通道，所述金属管的底端通过管道与热水泵的输出口连接，所述金属管的顶端通过管道与冷热水混合器的热水输入口连接。也就是说，将常规加热器（用于一次加热）和二次加热器分离开，二次加热器单独用于对热水输送过程中进行二次加热，大大提高了二次加热效率。

作为本发明一种可定量定温出水的饮水机技术方案的改进，所述液位检测装置为一可以多点检测的液位传感器，所述液位传感器为一内设液位检测电路的长条状电路板，所述液位检测电路包括一由N个电阻器串联组成的电阻电路，并对应设有N个晶体管，所述电阻电路的一端与接地端子连接，另一端为液位电压输出端；每个所述晶体管的集电极分别连接在所述电阻电路的各个电阻器的串联节点上；每个所述晶体管的发射极与接地端子连接；每个所述晶体管的基极分别与一探测电极连接；每个所述探测电极分别对应一个检测点；所述液位检测电路还设有一分压电阻器，所述分压电阻器的一端连接在所述液位电压输出端上，另一端与第一供电端子连接；所述第一供电端子对所述液位检测电路进行供电；所述第一供电端子可通过液体与所述探测电极导电连接；所述液位检测电路采用绝缘材料对除了所述探测电极、所述第一供电端子和所述液位电压输出端以外的所有电路进行密封。上述液位传感器的检测原理是：当某个探测电极浸没在液面下方时，由于液体的导电性，所述第一供电端子通过该液体与所述探测电极导电连接，因此，第一供电端子与该探测电极之间相当于通过一个电阻器连接起来，从而使得该探测电极所连接的晶体管导通，即使得该晶体管的集电极与发射极导通连接，将电阻电路的相应的串联节点引向接地端，并将其它位于液面下方的电阻器短路，从而改变电阻电路的电阻值；而电阻电路的电阻值的变化将会造成第一供电端子输出的电源电压在该电阻电路上的分压改变，因此，利用电阻电路的电阻值、液位检测输出端的输出电压值以及液位高度三者之间的关联关系，通过采集电阻电路的液位电压输出端的电压值可计算出液位的高度。本发明技术方案中的上述液位传感器利用晶体管的物理特性，结合电阻电路的灵活设计，使得液位处于不同的探测电极的位置时，液位电压输出端输出不同的电压值，从而根据其具体的输出电压值获知当前的液面位置，设计灵活，并且液位检测电路结构简单，设置为一电路板即可，占有空间极小，安装尤其方便，也进一步便利了本发明中常温水容器和热水容器中的温度传感器的安装。并根据检测精度的需要，可以设计多个探测电极。

作为上述方案的改进，电阻电路的第m个串联节点的电阻器的阻值R_m与分压电阻器的阻值R₀存在关联关系：

\frac{Σ_{n = 1}^{m} R_{n}}{R_{0} + Σ_{n = 1}^{m} R_{n}} = \frac{m}{N}

其中，m为正整数，且1≤m≤N-1；为所述液位检测电路自上而下的第一电阻器至第m电阻器的电阻值总和；而且，当m=N时，第N个电阻器的电阻值R_N为一自定义电阻值R_r，或者，将所述第N个电阻器在所述电阻电路中去掉，使得R_N取无穷大值。

进一步的，所述电阻电路中的第m个电阻器的电阻值为：

R_{m} = \frac{{NR}_{0}}{(N - m + 1) (N - m)}, m = 1,2, . . ., N - 1

且，当m=N时，所述第N个电阻器的电阻值R_N为一自定义电阻值R_r，或者，将所述第N个电阻器在所述电阻电路中去掉以实现电阻值R_N为无穷大值。

进一步的，所述电路板上还设有未被所述绝缘材料密封的公共电极；所述公共电极通过导线与所述第一供电端子连接；所述公共电极可通过液体与所述探测电极导电连接。由于液位检测电路的探测电极P_n是依靠液体为传输媒介与第一供电端子Vcc1连接导通的，且各个探测电极P_n自上而下沿着电路板100均匀分布，因此，液位检测电路存在检测量程（如200毫米），即当探测电极P_n距离第一供电端子Vcc1较远时则可能会使得某些晶体管无法导通。因此，根据实际的需要，可以进一步设置一个或多个与第一供电端子Vcc1连接导通的公共电极T_x（x=1，2，……），使得液位检测电路中的探测电极P_n可以通过公共电极T_x与第一供电端子Vcc1连接，从而保证各个晶体管Qn（n=1，2，……，N）能够正常工作。根据饮水机的热水容器和常温水容器深度的情况，可以在电路板上的底部和/或中部设置公共电极，当然，根据应用需要，也可以在其他位置设置更多数量的公共电极。

具体的，所述液位电压输出端、所述第一供电端子和所述接地端子设置在所述电路板的顶部；所述常温水容器的温度传感器和热水容器的温度传感器则可分别设于所述电路板的底端。本发明所设计的液位传感器，为常温水容器和热水容器的温度传感器提供了很好的安装位置。

作为本发明一种可定量定温出水的饮水机技术方案的改进，所述常温水泵与所述冷热水混合器的输入口的管道上串联一制冷器。

进一步的，所述制冷器为半导体制冷器，所述半导体制冷器包括半导体制冷片、热交换器、散热器，所述热交换器的其中一个接口连接常温水泵的输出口，另一个接口连接冷热水混合器的输入口。

作为本发明一种可定量定温出水的饮水机实施例的改进，所述饮水机具有自吸水泵或者电磁阀，所述自吸水泵或者电磁阀的输出口通过管道连接所述常温水容器，所述自吸水泵或电磁阀的输入口通过管道连接外接水源接口。进一步的，自吸水泵或电磁阀的输入口与外接水源接口之间的管道串联有过滤器。

作为为常温水容器注水的另一种方式，所述饮水机的常温水容器上部设有可手动注水的注水口。

进一步的，所述热水容器采用双层不锈钢容器或者玻璃内胆保温瓶。

为了便于本发明饮水机的使用，出水口处可设有检测是否有杯子的开关。控制器的操作区上可设有检测手掌接近的传感器。

进一步，作为本发明一种可定量定温出水的饮水机技术方案的改进，常温水容器环绕并包围热水容器。采用该结构设计，能使得饮水机内部空间利用更充分，相较于一些现有的饮水机，其各用一个容器作为常温水容器和热水容器，并相互独立分开而言，本发明结构更紧凑，小巧美观。

本发明还提供一种饮水机输出水的控制方法，应用于对饮水机进行定温定量出水控制，饮水机包括常温水容器，用于输出常温水的常温水泵组件，常温水容器内设有温度传感器；具有保温功能的热水容器，用于输出热水的热水泵组件，所述热水容器内设有加热装置，热水容器内设有温度传感器和液位检测装置；给热水容器注水的输送水泵组件；用于将常温水和热水混合的冷热水混合器；控制饮水机工作的控制器；并且所述饮水机还具有可对常温水容器的常温水在出水过程制冷的制冷器，所述加热装置可对热水容器的热水在出水过程进行二次加热，所述方法包括：

步骤S1：饮水机开机并正常工作时，控制器通过常温水容器的温度传感器实时检测常温水的温度TL，根据热水容器的温度传感器实时检测热水的温度TH；

步骤S2：根据用户选择的水温TS，控制器判断所选择的水温TS与热水容器的水温TH以及与常温水容器的水温TL之间的关系，根据TS与TH、TL之间的关系，控制器分别通过调节热水容器中的热水泵工作流量FH、和/或调节热水容器内的加热装置对热水容器中的热水在出水过程中加热的加热功率PH、和/或调节制冷器对常温水容器中的水在出水过程中制冷的制冷功率PC、和/或调节常温水容器中的常温水泵的工作流量FL从而得到目标水温TS，并且根据出水时间得到目标水量的水。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明一种可定量定温出水的饮水机实施例的俯视图；

图2是图1中沿B-B方向的剖视图；图3是图1中沿C-C方向的剖视图；

图4是本发明实施例中齿轮泵的结构图；

图5是本发明实施例中热水泵组件5的结构示意图；图6是图5所示实施例中热水泵组件5的俯视结构示意图；图7是图6中沿J-J方向的剖视图；

图8是本发明实施例中常温水泵组件3一种实施方式的结构示意图，其中常温水泵为单向泵，只用于给冷热水混合器输入常温水；

图9是图8所示实施例中常温水泵组件3的俯视结构示意图；图10是图9中沿K-K方向的剖视图；

图11是本发明实施例中常温水泵组件3另一种实施方式的结构示意图，其中常温水泵为双向泵，用于给冷热水混合器输入常温水，同时为热水容器注水；

图12是图11所示实施例中常温水齿轮泵头的立体结构示意图；

图13是图12所示实施例中常温水齿轮泵头的剖视图；

图14是本发明一种实施例的内部结构示意图，其中常温水泵组件3采用图11所示的双向泵；

图15是本发明一种实施例的结构示意图，其中隐藏了外壳1，并且常温水泵组件3为单向泵，饮水机内设有从常温水容器2抽水给热水容器4注水的输送水泵组件8；

图16是图15所示实施例中另一个视角的结构图，其中同时显示了常温水泵组件3和输送水泵组件8；

图17是图15所示实施例的内部结构示意图，其中隐藏了外壳1、内圆筒支架14、热水容器、瓶盖等零件，并且图中同时显示了常温水泵组件3、输送水泵组件8和热水泵组件5；

图18是本发明实施例中制冷器的正视图；图19是图18所示实施例中制冷器的俯视图；

图20是本发明一个实施例所采用的加热装置的剖视结构图，其中加热装置只包括一个加热单元44；图21是图20中区域I的局部放大图；图22是图20所示实施例中对加热装置的竖向剖视图；图23是图22中沿N-N方向的剖视图；

图24本发明另一个实施例所采用的加热装置的剖视结构图，其中加热装置包括常规加热管440和二次加热器45；图25是图24所示实施例中，二次加热器45的横剖图；

图26是本发明实施例中液位检测装置的结构示意图；图27是图26的侧视图；

图28是本发明实施例中液位检测装置的两种电路原理图，其中图28（a）中，电阻电路中具有第N个电阻器，而图28（b）中，电阻电路中去掉了第N个电阻器，使得R_N取无穷大值；

图29是液位检测电路随液位变化的电路原理图；

图30是本发明实施例中控制器9的结构示意图。

附图标记说明：

外壳1 底座10 饮水机出水口101 杯子检测开关102 顶部面板11

半圆环形盖板111 底板12 橡胶座13 内圆筒支架14 下环形面141 上环形面143

长条形支架板15 水槽16 自吸水泵17输入口171 输出口172 外接水源接口173

硬质管174 过滤器175

液位传感器200 电路板201 电路板的顶部202 电路板底部的温度传感器203

常温水容器2 温度传感器21 第一液位检测装置22 泄流管23 缺口231 开口24

常温水泵组件3 常温水泵30 常温水齿轮泵头300 第一阀门301 第二阀门302

第一阀门塞子303 第二阀门塞子304 支架305 第一出水口306 第二出水口307

传动轴31 常温水泵组件齿轮泵头的入水口311 常温水泵组件齿轮泵头的出水口312

支架管32 大皮带轮33 小皮带轮34 编码器35 光电开关36 皮带37 电机38

常温水泵座39

热水容器4 温度传感器41 热水容器的进水口411 第二液位检测装置42 瓶塞43

硅胶套431 加热单元44 发热管441 发热管导线4411

金属管442 开槽4421 接口4422 凹槽443 连接管444 开口4441

常规加热管440 二次加热器45 第二发热管451 第二金属管452 环形水流通道453

热水泵组件5 热水泵50

热水齿轮泵头500 主动齿轮501 从动齿轮502 入水口503 出水口504

传动轴51 热水泵组件齿轮泵头的入水口511 热水泵组件齿轮泵头的出水口512

支架管52 大皮带轮53 小皮带轮54 编码器55 光电开关56 皮带57 电机58

冷热水混合器6 常温水输入口61 热水输入口62

制冷器7 半导体制冷片71

热交换器72 热交换器输入口721 热交换器输出口722 热交换器输出水管723

散热器73 风扇74

输送水泵组件8 控制器9 显示器91 飞梭旋钮92

确定按键93 取消/返回按键94 传感器95

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本发明的具体实施方式。

本发明一种可定量定温出水的饮水机实施例，如图1、图2、图3所示，包括外壳1；常温水容器2，用于输出常温水的常温水泵组件3，常温水容器2内设有用于检测常温水温度的温度传感器21；具有保温功能的热水容器4，用于输出热水的热水泵组件5，热水容器4内设有加热装置、用于检测热水温度的温度传感器41和检测热水水量的液位检测装置42（下称“第二液位检测装置42”）；给热水容器注水的输送水泵组件；用于将常温水和热水混合的冷热水混合器6；控制饮水机工作的控制器。使用本发明实施例，根据所需要的温度，分别控制常温水泵组件3和热水泵组件5各以一定速率（流量）往冷热水混合器6输入常温水和热水，并经混合输出，即可得到所需要温度的水，同时分别控制常温水泵组件3和热水泵组件5按各自流量各输出一定量的常温水和热水，即可定量得到所需温度的水。冷热水混合器6是一个结构上类似三通的接口，两个输入口包括一个常温水输入口61和一个热水输入口62在水平方向平行挨着，然后汇聚在一个垂直向下的盲孔，最后装上输出口。

所述热水容器4具有保温功能，具体可以采用双层不锈钢容器或者是热水壶的玻璃内胆保温瓶，不锈钢容器的保温性能比玻璃内胆差，但不锈钢容器结实不易破碎，而玻璃内胆保温瓶能提供非常好的保温性能并且成本低廉，使用玻璃内胆保温瓶作为保温容器节能效果也非常明显。经试验，合格的玻璃内胆保温瓶内的水从95°降到85°需要6个小时，保温效果非常优越。对热水容器4增加保温功能，使其具有可以满足热水容器在需要时输出热水（用于与常温水混合或者用于直接出热水），而同时又节能环保的效果。需要进一步说明的是，现有的饮水机中，大多采用双层不锈钢容器进行保温而没有采用玻璃内胆保温瓶，双层不锈钢容器出热水方便，在容器下方设置出水口，并通过电磁阀或者其他普通的单向阀即可实现。如果采用玻璃内胆保温瓶，则出水是一个需要克服的问题，玻璃内胆保温瓶难以在其底部开孔输出热水，如果采用自吸泵比如隔膜泵在顶部出热水，则一方面泵的成本较高，另一方面噪音较大，用于饮水机并不是一个好的选择。本发明则很好地克服了现有技术的缺陷，可方便地在饮水机中应用玻璃内胆保温瓶进行热水保温。本发明还提供了可降低保温温度，同时又能在需要时即刻输出高温热水的非高温保温方案，这将在下面进一步介绍。

在本实施例中，如图2、图3所示，外壳1为一圆筒结构，包括有内圆筒支架14，外壳1顶部具有顶部面板11，在底部附近有一底板12，底板中间有一圆孔用于安放固定热水容器4的橡胶座13，内圆筒支架14底部具有一向内的环形面141（下称“下环形面”），上面有一圈均匀分布的螺丝孔用于和外壳1固定，在内圆筒支架14的壁和外壳1底部接触的地方带有一圈密封圈，内圆筒支架的顶部有一向外的环形，环形的外径等于外壳1内壁的直径，这样，外壳1和内圆筒支架14组成了一个环形圆柱体形状的常温水容器2。通过这样的结构，热水容器4即被常温水容器2环绕并包围，也即热水容器4位于常温水容器2的小圆内空腔部分，整个饮水机显得结构紧凑，小巧美观。当然，常温水容器也可以通过类似的方式设置为方形柱体，同样可以在常温水容器内设置空腔，以放置热水容器，并使得常温水容器环绕并包围其，饮水机也可以取得结构紧凑、小巧美观的效果。更优的方式是，饮水机的常温水容器2和热水容器4以同心的方式组装。本发明饮水机实施例的各组成部分以组件的形式，模块化地组装，安装拆卸方便，便于清洗，比如将外壳取出，则可以对常温水容器进行清洗。

在内圆筒支架14顶部的向外的环形面（下称“上环形面143”）上，通过螺丝固定一长条形支架板15，该支架板15设于外壳1的顶部附近，用于固定常温水泵组件3和热水泵组件5。常温水容器2内有一根泄流管23，泄流管23优选采用硬质管，这根管穿过底部一直到达常温水容器2的顶部，在泄流管23的顶部边缘带有缺口231，当水位达到常温水容器2的顶部时水可以从该缺口231流进泄流管23泄流，泄流管23还可作为排气管，热水容器4加热产生的水气可以通过常温水容器2给其加水的通道返回到常温水容器2，然后通过该泄流管23排出，有利于饮水机的安全使用。

进一步的，常温水泵组件和热水泵组件采用定量泵，所谓定量泵是指每转的理论排量不变的泵。定量泵的流量和泵的转速成正比关系，输出的水量跟泵转过的圈数成正比，利用定量泵的这种特性，通过控制带动泵的电机的转速和转数就能得到指定的流量和输出水量。常见的定量泵，包括齿轮泵、隔膜泵、柱塞泵、蠕动泵等。在本发明一些实施例中，可以采用上述定量泵，通过分别控制热水和常温水的输出流量，得到所需要的温度的水。

本发明实施例热水泵组件和常温水泵组件优选采用齿轮泵，齿轮泵是一种定量泵，它的流量公式为Q=2πzm²bn×10^－3η，n为齿轮泵转速，η为齿轮泵的工作效率，z为齿轮泵的齿轮的齿数，m为齿轮的模数，b为齿轮的齿厚，从公式可以看到齿轮泵的流量跟转速有着严格的对应关系，使用齿轮泵能精确地控制流量的速度和输出的水量。在本实施例中，齿轮泵头由两个模数为1，齿数为10的齿轮组成，齿厚为6mm，齿轮泵在6000转的转速时能提供大约2000毫升每分钟的流量（以齿轮泵的工作效率为90%计）。如图4所示，齿轮泵的齿轮泵头500内包括相互啮合的一主动齿轮501和一从动齿轮502，齿轮泵头的入水口503的水随主动齿轮501和从动齿轮502的轮齿的转动从出水口504输出，控制齿轮的转速即可控制输出水流的流速，控制齿轮转过的圈数即可控制输出水的水量。更了更精确地定速定量输出热水，齿轮泵还连接有编码盘。将齿轮泵连接编码器，是出于以下考虑：设置编码器可以检测齿轮泵的转速和转过的圈数，从而更精确地定速定量输水。在运行过程中，可以以一定时间间隔不断地对编码器反馈回来的脉冲数进行比对和工作，可以实时的调整和纠正齿轮泵的输出控制量使得两个泵的流量按照指定的比例进行工作，并实时检测是否到达预定的出水水量，确保定速定量，定速（尤其是热水和常温水的混合，对各自流量的精确控制，才能进一步保障出水的温度的精确）定温（保障了出水量的精确）最大限度地保障了精确地定温定量出水。另外，由于现有的齿轮泵产品，其标明的流量转速对应关系往往是以一种理想状态，虽然市场上的齿轮泵产品可以朝更好的流量转速的精度努力，不过，总难以避免会存在误差，设置编码器可以克服现有齿轮泵产品的上述误差缺陷，从而更进一步地保障热水和常温水的输出流量，与输出容量。当然，在其他实施例中，采用非齿轮泵比如隔膜泵、柱塞泵、蠕动泵等，也可以通过设置编码器来修正饮水机工作工程中水泵的转速流量。

具体的，热水容器4内的齿轮泵通过一伸入热水容器2的支架管52安装于热水容器4内部，优选为底部，如图5-7所示，图5是本发明实施例中热水泵组件5的结构示意图；图6是图5所示实施例中热水泵组件5的俯视结构示意图；图7是图6中沿J-J方向的剖视图。在本实施例中，热水泵组件5包括热水泵50（采用热水齿轮泵头500）、传动轴51、支架管52、大皮带轮53、小皮带轮54、编码器55、光电开关56、皮带57、电机58和相关的接头和管道。由不锈钢管做的支架管52的两端通过紧入的方式分别固定在齿轮泵头500和热水容器4的瓶塞43上，管内的传动轴51也相应地延长，通过这样的延长方式可以使得热水泵的齿轮泵头500深入到热水容器4的底部而电机部分能放在热水容器的外部，解决了让电机放在热水容器内受热不能正常工作的问题。电机58和传动轴51通过皮带轮的方式驱动，使得电机58能和传动轴51平行地安装在旁边而位于玻璃瓶胆的热水容器4上部的空隙中从而使结构紧凑节省空间，电机上的皮带轮（即小皮带轮54）和传动轴上的皮带轮（即大皮带轮55）为减速设置，微型直流电机在同样的体积下转速越高输出的功率越大，但齿轮泵如果工作在太高的转速会极大的影响寿命，所以通过皮带轮进行减速能在获取合适的流量的同时减少电机的体积。当然，传动轴51也可以与电机58在热水容器4外部通过其他方式传动连接，比如齿轮传动，除传动连接方式以外，还可以通过联轴器联接的方式，当然也落入本专利的保护范围。在电机58的小皮带轮54上安装有编码器55，由于连接电机的小皮带轮54更小，那么安装于此的编码器55的编码盘则也可以更小，便于饮水机内部结构紧凑，而如果将编码器55安装于传动轴的大皮带轮53，则编码器55的编码盘也要更大。在编码器55的旁边装有光电开关56，用于检测电机58的转速和转过的圈数，从而精确地定速定量输出热水。热水泵组件的入水口511在齿轮泵头500底部，出水口512在齿轮泵头500上部，这样可以抽到容器底部的水并且出水口512在上面方便跟后续的发热装置连接，当然热水泵的入水口511和出水口512的设置位置不应妨碍本发明的保护范围，入水口511和出水口512的其他位置方式，应当认为也落入本发明的保护范围。热水容器的进水口411设于瓶塞43，瓶塞43在这里起到几个作用：a、作为热水容器4的密封隔热；b、固定热水容器4；c、作为热水泵组件5及下面将描到的液位传感器和温度传感器组件、加热装置的固定座。瓶塞的材料使用隔热无毒的材料例如POM，为了让瓶塞和热水容器的口紧密结合，加上一个硅胶套431。

常温水泵组件3的结构与上述热水泵组件5的结构大致相同，如图8-10所示，图8是本发明实施例中常温水泵组件3一种实施方式的结构示意图，图9是图8所示实施例中常温水泵组件3的俯视结构示意图，图10是图9中沿K-K方向的剖视图。常温水泵组件3包括常温水泵30（采用常温水齿轮泵头300）、传动轴31、支架管32、大皮带轮33、小皮带轮34、编码器35、光电开关36、皮带37、电机38和相关的接头和管道。由不锈钢支架管32的两端通过紧入的方式分别固定在常温水齿轮泵头300和外壳1顶部附近的支架板15上，管内的传动轴31也相应地延长，通过这样的延长方式可以使得常温水泵的齿轮泵头300伸入常温水容器的内部，优选为底部。常温水泵的电机38和传动轴31也是通过皮带轮的方式驱动，电机38上的皮带轮（即小皮带轮34）和传动轴31上的皮带轮（即大皮带轮35）为减速设置，通过皮带传动的方式并且使得电机38和传动轴31平行安装，也使得结构更为紧凑节省空间，若电机和传动轴竖向安装无疑增大了饮水机的高度和内部体积。同样的，常温水泵的电机38与传动轴31也可以采用其他传动连接方式，比如齿轮传动，除传动连接方式外，也可以将传动轴与电机在常温水容器外部采用联轴器直联的方式。常温水泵的电机38的小皮带轮34上也安装有编码器35，在编码器35的旁边装有光电开关36用于检测电机38的转速和转过的圈速，从而精确地定速定量输出常温水。附图标记39表示常温水泵座，用于将常温水泵组件3固定于支架板15。

常温水泵组件的出水口312直接通过管道连接到冷热水混合器6的常温水输入口61，这时，常温水泵组件的入水口311在常温水齿轮泵头300的下面，出水口312在常温水齿轮泵头300的上面，当然这种位置设置并非必须。

在常温水容器2中还需要设置有给热水容器注水的输送水泵组件。在本发明实施例中包括两种实现方式，一种是将常温水泵组件3设计为双向泵，使其具备一泵两用的功能，在这种情况下，常温水容器2中就只需要安装一个水泵；另一种方式是单独设置一个泵用于给热水容器注水。当然，也可以在常温水容器2外设置给热水容器注水的输送水泵组件，不过，这样增加了结构的复杂性。

下面介绍第一种方式，如图11-13所示，图11是本发明实施例中常温水泵组件3另一种实施方式的结构示意图，图12是图11所示实施例中常温水齿轮泵头的立体结构示意图，图13是图12所示实施例中常温水齿轮泵头的剖视图；此时常温水泵组件3设计为双向泵，常温水齿轮泵头300一端包括第一阀门301和第二阀门302两个阀门，两个阀门分别包括第一阀门塞子303和第二阀门塞子304，两个阀门塞子通过支架305连接。对应的，常温水齿轮泵头300另一端包括第一出水口306和第二出水口307，两个出水口与两个阀门错位对应，如图13所示，当齿轮泵正转时，齿轮带动水流从第一阀门301的方向流向第二阀门302的方向（从第一出水口306的腔体流向第二出水口307的腔体），这时，在水压的作用下，第一阀门塞子303被冲开，第二阀门塞子304被水压压紧在第二阀门302上，从而形成从第一阀门301入水从第二出水口307出水，同时第二阀门塞子304关闭的情形；反之亦然，当齿轮泵反转时，齿轮带动水流从第二阀门302的方向流向第一阀门301的方向（从第二出水口307的腔体流向第一出水口306的腔体），这时，在水压的作用下，第二阀门塞子304被冲开，第一阀门塞子303被水压压紧在第一阀门301上，从而形成从第二阀门302入水从第一出水口306出水，同时第一阀门塞子303关闭的情形。在本发明实施例中，可以选择任一个出水口连接冷热水混合器6的常温水输入口61；另一个则通往热水容器4的进水口411。通过将一个常温水泵组件3设计为双向泵，既用于向冷热水混合器6输入常温水，也用于向热水容器2注水，大大简化了结构，降低了成本。

下面介绍第二种方式，如图15-17所示，饮水机另外安装有一个从常温水容器2中抽水给热水容器4注水的输送水泵组件8，输送水泵组件8采用的水泵可以安装在常温水容器2内和安装在常温水容器2外，如果安装在常温水容器2内部的就选用微型潜水泵，在容器外部可以选用普通的离心泵安装在容器的下面或者选用带自吸功能的泵（例如齿轮泵，隔膜泵，蠕动泵等）自由地安装在合适的位置。本实施例优选的方案是使用微型潜水泵安装在常温水容器内的底部附近，水泵的入水口接近常温水容器的底部，使用微型潜水泵安装在容器内部可以节省空间使得机器的结构紧凑。附图标记81显示了输送水泵组件8给热水容器注水的水管。

上述是通过常温水容器2往热水容器4注水的实现方式，介绍了两种实施例，当然，也可以采用从外部往热水容器4注水的方式，只不过增大了体积，增加了结构的复杂性并增加了成本，通过这样一种变型的方式也应当落入本专利的保护范围。

自外部向常温水容器2输入水也可通过两种方式实现，一种是手动加水，一种是自动加水。

下面介绍手动加水设置，如图2-3所示，常温水容器2的顶部（即上环形面143）带有一圆形的开口24，饮水机的顶部面板11相对应的位置也有一圆形的开口，两开口之间通过一圆柱形水槽16连接，水槽16带有类似漏斗的作用，从而增大常温水容器2的注水口以方便手动加水。在顶部面板11上面靠近注水口的半边带有一个能以直径为轴心开合的半圆环形盖板111，达到防止异物进入常温水容器和美观的作用，盖板的一边通过合页固定在顶部面板11上。

下面介绍自动加水的设置。为了让饮水机能从外面的水源自动的加注水，可以根据外置水源的类型设置自吸水泵或电磁阀，当外部水源是一个装水的容器的时候可以设置自吸水泵（具有自吸功能的水泵）例如隔膜泵或者齿轮泵、蠕动泵等，当外部水源是纯净水机的时候就可以设置为电磁阀，以使用自吸水泵为实施例，如图2、图3所示，饮水机的底部带有一个用橡胶座固定的自吸水泵17，自吸水泵17的输入口171通过硅胶管连接到固定在外壳上的一个外接水源接口173，自吸水泵17的输出口172通过硅胶管连接到一根硬质管174上，这根硬质管174穿过低温水容器2的底部到达低温水容器2的顶部，在管道靠近容器顶部的边缘带有缺口，水可以从这个缺口流到常温水容器2内。进一步的，自吸水泵17的输入口171和外接水源接口173之间设有一过滤器175以防止有异物进入饮水机而损坏零件，并保障水质清洁。上述两种往常温水容器2加水的方式，可以取其一，也可两者结合使用。

在本饮水机实施例中，为了得到低于常温的水，如图14、16所示，在连接常温水泵组件的出水口312和冷热水混合器6的常温水输入口61的管道上可串联一个制冷器7，制冷器7优选为半导体制冷器，因为这种制冷器具有体积小、制冷温差大的特点，非常适合本发明所涉及的小型的饮水机。如图18-19所示，图18为制冷器的正视图，图19为制冷器的俯视图，制冷器主要由半导体制冷片71、热交换器72、散热器73组成，还包括风扇74。该制冷器安装于饮水机的底部。以图16为例，当设置制冷器时，常温水泵组件3的进水口311和出水口312都设置在底部（当然，常温水组件3的进水口311和出水口312的设置位置不应影响本发明的保护范围，如图14，双向泵的两个出水口306、307设置在上部），出水口312通过接口穿过常温水容器2的底板连接到制冷器7的热交换器72的输入口721，出水口312穿过常温水容器2的底板时需要使用硅胶套密封，并通过硅胶管连接到热交换器72的输入口。热交换器72的输出口722通过硅胶管（即图14和图16中的热交换器输出水管723）连接到冷热水混合器6的常温水输入口61。半导体制冷片71采用直流供电，由来自控制器的PWM信号控制的MOSFET元件组成的驱动电路实现制冷功率的调节。由此可见，本发明实施例，既可通过常温水容器和热水容器输出的水混合得到定温热水，也可从常温水容器中通过制冷器输出冷水，只需要两个容器即可，不需要设置冷水容器、常温水容器和热水容器三个容器，简化了内部结构，使得饮水机更为精巧和小型化。并且，类似于上述的非高温保温方案，当用户需要输出低于常温水容器的水温的冷水时，则调节制冷器的功率（优先选择常温水泵以最大流量工作，必要时调节常温水泵输出常温水的流量），使得输出常温水在经过制冷器后被制冷至指定温度，即可得到低于常温的冷水。通过制冷器的这种制冷功能，类似于加热装置的二次加热功能，也在调节出水温度时增加了一个调节变量，这还将在下文中结合温度控制方法进一步阐述。

接下来将介绍本发明实施例的加热装置，热水容器4内的加热装置可以在热水输往冷热水混合器6的过程中对其二次加热。在本发明实施例中，将热水容器内的水经热水泵输送前被加热装置加热定义为一次加热，而热水容器内的水在经过热水泵输送的输送过程中被加热装置再次加热定义为二次加热。也就是说，热水容器4内的加热装置提供两种功能，一个是加热热水容器内的水到指定温度并且使其恒定在该温度附近，另外就是再次加热输出的保温水以获得比容器内保温水温度高的热水，对于相同的保温容器，如果容器内的水的温度越高把水恒定在该温度所耗费的电能就越多，如果把热水容器内的水恒定在一个较低的温度虽然能减少能耗但会极大的减少饮水机的使用范围，当使用发热器对输出的水再次加热的话就能非常好的解决上面所说的两个问题，不但能让饮水机输出接近100度的开水而且能让热水容器内的水恒定在一个较低的温度而节省能耗达到节能的目的。此即如上所述的非高温保温方案，常态下不需要将热水容器4中的水维持在很高的温度，也能即刻输出足够高温度的热水，具有非常优越的节能效果。此外，通过在热水容器4内设定可二次加热的加热装置，则在获得指定的饮水机出水温度的过程中，增加了一个调节变量，因而可以在获取指定温度的热水时，优先保障水泵大量出水（在水泵以最大流量工作情况下，通过调节加热装置的功率以调节热水输出的温度），保障了出水量足够大，避免了用户取水时间长，需要长时间等待。在介绍本饮水机的控制方法时，还将进一步介绍本发明的上述效果。

加热装置可以采用如下方式：

第一种方式，如图3及图20至图23所示，加热装置只包括一个加热单元44，将加热装置与热水泵组件5往冷热水混合器输水的输水管一体安装，该加热装置既可对热水容器4的水进行加热，并可对热水在输水管内在往冷热水混合器输送过程中对其进行二次加热。具体的，如图20-23所示，图20是本发明一个实施例所采用的加热装置的剖视结构图，图21是图20中区域I的局部放大图，图22是图20所示实施例中对加热装置的竖向剖视图，图23是图22中沿N-N方向的剖视图。加热单元44包括发热管441、金属管442和两端的接头，金属管442优选为铝合金材料，金属管442的内壁带有凹槽443，发热管441与金属管442同心安装，金属管442的内壁的直径和发热管441的外径相等，并且金属管442内壁与发热管441的外壁紧密贴合在一起。这样，金属管442内壁的凹槽即形成给冷热水混合器6输送热水的输水管道，由于发热管441与金属管442的内壁贴紧，这样发热管441的热量可以通过金属管442把热水容器2里的水加热并且水从金属管442的凹槽443通过时能够再次被加热。金属管442的底端有一个接口4422实现水的输入（即与热水泵的输出口连接），金属管442的顶端通过管道与冷热水混合器6的热水输入口连接。优选的，金属管442的顶端有一个侧面带开口的连接管444，金属管442通过紧入的方式插到连接管444的管道内孔跟连接管444固定在一起，连接管444的外圆柱面带有螺纹，通过这个螺纹把发热管441和金属管442整体固定在瓶塞43上。连接管444与金属管442的连接处的侧面带有开口4441，金属管442的顶端的管壁也对应所述开口4441设有开槽4421，上述金属管442的开槽4421与连接管444的开口4441形成热水输水管道的出水口通过瓶塞的水道通往冷热水混合器6的热水输入口62。发热管441的导线4411通过连接管444的末端引出。将金属管442的出水口设置在金属管的侧壁，有效地将位于金属管442顶部的发热管导线4411隔离开，避免出现安全隐患。使用上述加热装置，根据一般的使用情况可以把热水容器内的水的温度恒定在85度，假设把输出的水加热到95度温差是10度，假设出水的流量设定为600毫升每分钟，通过计算这时候的需要的加热功率在420瓦（按照比热容的公式Q=cmΔT，水的比热容为4.2J/(g·℃），将600毫升水由85摄氏度加热至95摄氏度，需要吸收的热量为Q=4.2*600*10J，那么加热功率则为P=Q/t=4.2*600*10/60=420瓦），根据金属管442的凹槽形状结构不同，发热器对输出的水的加热效率也相应的不同，由于金属管442的管壁会将发热管441的热传递出去（即通过相邻凹槽443之间的金属部分）以用于对热水容器的水加热，因此，热水自凹槽443形成的水流通道输出时，发热管441的加热功率并非完全用于对凹槽443内的水进行二次加热，本实施例中热水在凹槽443内流过时，发热管441用于对热水二次加热的效率为60%左右，那么，这时候凹槽内热水的加热功率需要420瓦，则发热管的功率需要700瓦，这样整机最大功率能控制在800瓦以内，这样的功率对配电电路不会构成压力。由此可见，通过上述方式，平时热水容器4里面的水只需要保温在较小的水平，当需要时，通过发热管441对从中流过的水进行二次加热，即可达到所需要的热水温度，取得了很好的节能效果，并且环保。

第二种方式，加热装置包括常规加热器和二次加热器两个加热单元，常规加热器可以采用常规的加热管，比如常见的直型电热管、U型电热管、L型电热管或者其他现有的加热器，如图24、25，图24本发明另一个实施例所采用的加热装置的剖视结构图，其中加热装置包括常规加热管440和二次加热器45，图25是图24所示实施例中，二次加热器45的横剖图；其中附图标记440表示常规加热管。二次加热器采用本发明特有的结构，其包括第二金属管452、设于第二金属管452内与第二金属管452同心安装的第二发热管451，第二发热管451的外壁与第二金属管452的内壁间隔一定距离因而形成环形水流通道453，第二金属管452的底端通过管道与热水泵的输出口连接，第二金属管452的顶端的结构与图20至23的实施例相同，经由第二金属管452侧壁设置的开槽以及连接管侧面的开口，通过管道与冷热水冷热水混合器6的热水输入口62连接，第二发热管451的导线也是由连接管的末端引出。采用该方式，第二发热管451可以以很高的效率对从环形水流通道453通过的热水进行二次加热。在第一种方式中，发热管441的热量由于从金属管442向热水容器扩散，因此，只有部分效率用于对从凹槽443中流过的热水进行二次加热，而采用本方案，则第二发热管451可以以接近100%的效率用于对流过的热水进行二次加热，加热效率高。使用上述加热装置，根据一般的使用情况可以把热水容器内的水的温度恒定在85度，假设把输出的水加热到95度温差是10度，假设出水的流量设定为600毫升每分钟，通过计算这时候的需要的加热功率在420瓦，此时，将二次发热管451的发热功率设定为420瓦，即可全部用于加热在环形水流通道453中输送的水。设于热水容器4内的常规加热器则用于将热水容器内的水加热到指定温度，并恒定在一定温度。当然，在该第二种方式中，作为一种变形，二次加热器也仍然可以采用第一种方式的加热单元44，只是二次加热的加热效率要低，然而采用加热单元44结合常规加热管440使用时，则对热水容器内的水加热效率要高。

在本发明的实施例中，热水容器内设有液位检测装置，热水容器中的第二液位检测装置42用于检测热水水位的高低以控制给热水容器加水的水泵。作为一种更优的实施例，常温水容器也可设有液位检测装置，下面称为第一液位检测装置22，常温水容器中的第一液位检测装置22用于实现温水容量的显示和实现自动加水功能，当然，由于常温水容器内的水量可以实时的查看到且常温水容器还具有泄流孔，因此，常温水容器内设置液位检测装置只是作为一个更优的方案，而不是必须的方案。本发明的技术方案中，可以采用现有的浮球法、沉筒法、水位计法等方式实现，不过优选的方案是采用液位传感器，并且通过本发明所独创的液位传感器用于液位检测。

如图26、27、28所示，图26是本发明实施例中液位检测装置的结构示意图，图27是图26的侧视图。液位传感器200为一可以多点检测的电阻型液位传感器，具体为一内设液位检测电路的长条状电路板201，所述的液位检测传感器中的所述液位检测电路包括一由N个电阻器串联组成的电阻电路，所述电阻电路的一端与接地端子连接，另一端为液位电压输出端；其中N为正整数；所述液位检测电路还对应设有N个晶体管，每个所述晶体管的集电极分别连接在所述电阻电路的各个电阻器的串联节点上；每个所述晶体管的发射极与接地端子连接；每个所述晶体管的基极分别与一探测电极连接；每个探测电极分别对应一个检测点。所述液位检测电路还设有一分压电阻器，所述分压电阻器的一端连接在所述液位电压输出端上，另一端与第一供电端子连接；所述第一供电端子对所述液位检测电路进行供电。所述第一供电端子可通过液体与所述探测电极导电连接。

进一步的，所述液位电压输出端Level的输出电压与电阻电路中的电阻值成正比例关系，所述电阻电路的第m个串联节点的电阻器的阻值R_m与分压电阻器的阻值R₀存在关联关系：

\frac{Σ_{n = 1}^{m} R_{n}}{R_{0} + Σ_{n = 1}^{m} R_{n}} = \frac{m}{N} - - - (1)

其中，m为正整数，且1≤m≤N-1，为所述液位检测电路自上而下的第一电阻器至第m电阻器的电阻值总和。而且，当m=N时，第N个电阻器的电阻值R_N为一自定义电阻值R_r，或者，将所述第N个电阻器在所述电阻电路中去掉，使得R_N为无穷大值。如图28,图28是本发明实施例中液位检测装置的电路原理图，图28（a）中，第N个电阻器的电阻值R_N设为一自定义电阻值R_r；图28（b）中，将第N个电阻器在电阻电路中去掉，以使得R_N为无穷大值。如图28（b）所示，将第N个电阻器在所述电阻电路中去掉后，第N晶体管的集电极连接在第N-1电阻器的一端上，第N-1电阻器的另一端与第N-1晶体管的集电极连接，这样，R_N则形同为无穷大值。

具体地，电阻电路中的各个电阻器自上而下地排列，参数m亦为位于当前液面下方且距离最近的探测电极P_m与电阻电路的连接节点标号，R_n是电阻电路中的第n个电阻器（不包括分压电阻器R0），参数N亦为串联节点总数。式子（1）的设计可使得当液面位于不同的探测电极P_m时，液面电压输出端Level的输出电压值为第一供电端子Vcc1的供电电压的m/N倍。例如，当液面刚好没过第二探测电极P₂时，液面电压输出端Level的输出电压值为（2/N）*Vcc1。

具体地，所述电阻电路中的第m个电阻器的电阻值为：

R_{m} = \frac{{NR}_{0}}{(N - m + 1) (N - m)}, m = 1,2, . . ., N - 1 - - - (2)

其中，m为正整数，且1≤m≤N，N为所述电阻电路中的电阻器的数量；且，当m=N时，所述第N个电阻器的电阻值R_N为一自定义电阻值R_r，或者，将所述第N个电阻器在所述电阻电路中去掉以实现电阻值R_N为无穷大值，可参见图28(b)。

在本实施例中，由于所述常数电阻值R_r的取值越大对电路板最底下的一个检测点液面检测的灵敏度越高，因此，一方面，可以通过自定义设置电阻值R_r，使得电阻值R_r的取值足够大（常数电阻值R_r的取值越大越好），具体地，优选采用10倍以上的第N-1电阻器的电阻值R_N-1，即R_r≥10R_N-1；另一方面，可以通过简化电阻电路的结构组成，即去掉第N电阻器，从而实现了电阻电路中的第N个串联节点仅与第N晶体管的集电极连接，在整个液位检测电路中的电阻值R_N等效为无穷大值（+∞），此时，液位检测电路可获得优良的液位检测效果。

下面结合图示来进一步说明，如图28（a）所示，当参数N=6时，即，所述电阻电路由六个电阻器串联组成，所述多点液位检测电路还对应设置有六个晶体管以及与所述晶体管基极一一对应连接的六个探测电极。具体地，该电阻电路由第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5和第六电阻器R_N（N=6）依次串联而成；第一晶体管Q1的基极与第一探测电极P1连接，其集电极与电阻电路的液位电压输出端Level连接，其发射极与接地端子GND连接；第二晶体管Q2的基极与第二探测电极P2连接，其集电极连接在第一电阻器R1与第二电阻器R2的串联节点上，其发射极与接地端子GND连接；第三晶体管Q3至第六晶体管P_N（N=6）的连接方式与第二晶体管Q2的连接方式相同。液位检测电路还设有一分压电阻器R0，该分压电阻器R0的一端连接在所述液位电压输出端Level上，另一端与第一供电端子Vcc1连接。

特别地，由于根据公式（2）中的式子（a）来对第N个电阻器R_m，即R_N，进行赋值时，其分母值（N-m+1）（N-m）将为零值，即式子（a）的计算值将为无穷大值（+∞），此时R_N将为无穷大值，可将第N-1电阻器与第N电阻器之间的连接节点断开悬空即可实现R_N为无穷大值，如图28（b）。为方便液面检测电路的应用，则可以对R_N进行赋值，即取一常数电阻值R_r，使得R_r=R_N，如图28（a）。

例如，当N取值为6，且将分压电阻器R₀预设为10KΩ（千欧姆）时，可根据式子（2）解算出第一电阻器R1的电阻值为R1=2KΩ，第二电阻器R2的电阻值为R2=3KΩ，第三电阻器R3的电阻值为R3=5KΩ，第四电阻器R4的电阻值为R4=10KΩ，第五电阻器R5的电阻值为R5=30KΩ，第六电阻器R6的电阻值为R6=R_r=10MΩ（1MΩ=10³KΩ）。通过以上设计取值，可使得液面位于相应的探测电极Pm（1≤m≤N）处时，液位电压输出端Level的输出电压值分别为约等于0，1/6Vcc1，2/6Vcc1，3/6Vcc1，4/6Vcc1，5/6Vcc1，当液位低于最下方的探测点（第六探测电极P6）时，液位电压输出端Level的输出电压约等于Vcc1。

由于各个探测电极通常浸没在待测液位的液体中，若探测电极接受第一供电端子的长时间供电，则会造成探测电极发生电极电解，向液体释放金属离子，改变液体组成成分，并影响探测电极的使用寿命。因此，优选的，第一供电端子实行对液位探测电路的定时供电，具体地，只有在每次进行液位检测时才短时间（如几毫秒）的供电。

进一步的，所述液位检测电路采用绝缘材料对除了所述探测电极、所述第一供电端子和所述液位电压输出端以外的所有电路进行密封。由于液位检测传感器需要浸泡在中，如果不采取绝缘措施将会使得液位检测传感器发生电路故障而不能正常工作。优选地，可使用硅胶水对液位检测传感器进行整体涂抹，以形成一层绝缘覆膜层。

优选地，所述探测电极为由耐腐蚀导电材料构成的探针，或者，为表面镀金的导电端子。当所述探测电极为由耐腐蚀导电材料构成时，所述耐腐蚀导电材料优选采用钛和石墨，可有效防止通电导致的电极电解，延长探测电极的使用寿命。

优选的，各个所述探测电极P_N自上而下均匀分布在所述电路板上；每个相邻探测电极之间的距离相等。具体地，探测电极P_N的数量N可根据实际需要进行设置。

所述液位电压输出端Level、所述第一供电端子Vcc1和所述接地端子GND设置在所述电路板的顶部202上（上述三个端子均未在图27中画出）。

进一步地，所述电路板上的底部和/或中部还设有一未被所述绝缘材料密封的公共电极；所述公共电极通过导线与所述第一供电端子Vcc1连接；所述公共电极可通过液体与所述探测电极P_n（n=1，2，……，N）导电连接。

具体实施时，由于液位检测电路的探测电极P_n是依靠液体为传输媒介与第一供电端子Vcc1连接导通的，且各个探测电极P_n自上而下沿着电路板200均匀分布，因此，液位检测电路存在检测量程（如200毫米），即当探测电极P_n距离第一供电端子Vcc1较远时则可能会使得某些晶体管无法导通。因此，本实用新型进一步设置一个或多个与第一供电端子Vcc1连接导通的公共电极T_x（x=1，2，……），使得液位检测电路中的探测电极P_n可以通过公共电极T_x与第一供电端子Vcc1连接，从而保证各个晶体管Qn（n=1，2，……，N）能够正常工作。根据饮水机的热水容器和常温水容器深度的情况，当N=6时，由于可对液位检测电路的各个电子元器件进行紧凑布局在窄小的长条状电路板上时，因此可在电路板201的底部和中部各设置一个公共电极。具体地，如图26所示，可以在液位检测电路底部即电路板201底部设置第一公共电极T1，在液位检测电路中部即电路板201中部设置第二公共电极T2。公共电极T_x的数量x应根据液位检测传感器的检测范围的大小而相应改变。

在本实施例提供的液位检测传感器中，其液位检测电路的基本工作原理是：当某个探测电极浸没在液面下方时，由于液体的导电性，所述第一供电端子通过该液体与所述探测电极导电连接，因此，第一供电端子与该探测电极之间相当于通过一个电阻器连接起来，从而使得该探测电极所连接的晶体管导通，即使得该晶体管的集电极与发射极导通连接，将电阻电路的相应的串联节点引向接地端，并将其它位于液面下方的电阻器短路，从而改变电阻电路的电阻值；而电阻电路的电阻值的变化将会造成第一供电端子输出的电源电压在该电阻电路上的分压改变，因此，利用电阻电路的电阻值、液位检测输出端的输出电压值以及液位高度三者之间的关联关系，通过采集电阻电路的液位电压输出端的电压值可计算出液位的高度。

参见图29，是液位传感器的液位检测电路随液位变化的电路原理图。

具体地，如图29所示，当液体浸没第一探测电极P1时（由于探测电极Pn自上而下排列分布，因此其它探测电极也位于液面下方），各个探测电极均通过液体与公共电极T1或T2连接，第一供电端子Vcc1向公共电极供电时，可使得液位探测电路中的所有晶体管Qn导通，但是，由于第一晶体管Q1导通后，相当于其集电极与发射极连接后接地，如图29中的a所示，从而将第一电阻器R1～第N电阻器R_N短路，因此液位电压输出端Level与第一探测电极P1之间的电压差为零；如图29中的b所示，当液体浸没第二探测电极P2时，第二探测电极P2～第N探测电极P_N与第一供电端子Vcc1导通，使得第二晶体管Q2～第N晶体管Q_N导通，但是，由于第二晶体管Q2导通后，相当于其集电极与发射极连接后接地，从而将第二电阻器R2～第N电阻器R_N短路，因此液位电压输出端Level与第二探测电极P2之间的电压差为第一电阻器R1两端的电压值；如此类推。

具体实施时，需要设计使得各个探测电极的输出电压与液面位于该探测电极的位置时的对应关系，从而可以根据检测到的Level端的输出电压计算出探测电极的位置，即获取液面当前位置。

上述液位检测传感器，利用晶体管的物理特性，结合电阻电路的灵活设计，可使得液位处于不同的探测电极的位置时，液位电压输出端输出不同的电压值，从而可根据其具体的输出电压值获知当前的液面位置。该技术方案设计灵活，可根据需要设计多个探测电极，以提高检测准确度，其通过巧妙的设计实现了对多个检测点的液位检测，而造价成本又很低，且液位检测电路结构简单，通过紧凑的布局可使得电路板占用空间小，安装尤其方便，进一步便利了本发明常温水容器和热水容器中的温度传感器的安装，非常适用于小家电尤其是本发明饮水机实施例的应用。用于本发明实施例中的常温水容器和热水容器的液位传感器200可以采用宽度为5毫米、长度为200毫米、厚度为1毫米的双面覆铜板，当然也可以采用其他尺寸。

进一步的，在液位传感器200的电路板底部还设有用于检测液体温度的温度传感器203，即常温水容器的温度传感器21和热水容器的温度传感器41即安装于各自内部的液位传感器的底端，相应的，电路板201上还包括接收并输出所述温度传感器203的监测数据的液体温度输出端Temp；以及，用于对所述温度传感器203进行供电的第二供电端子Vcc2。其中，液体温度输出端Temp和第二供电端子Vcc2未在图中画出。

由于温度传感器203用于实时检测液体的温度（即实时检测常温水容器和热水容器的温度），因此，可通过加设长期对其进行供电的第二供电端子Vcc2，从而将用于对液位检测电路进行供电的第一供电端子Vcc1与第二供电端子Vcc2区分开来，避免长期对液位检测电路进行供电以使得探测电极发生电解。

具体实施时，温度传感器203可采用数字方式或模拟方式的传感器。其中。模拟方式的温度传感器包括热敏电阻、铂电阻、半导体温度传感器，通过相应的信号调理电路采用模数转换的方式传输温度数据；数字方式的温度传感器即直接输出温度值的数字温度传感器，例如型号为DS18B20，LM75等的器件。本实施例优选数字温度传感器DS18B20，该温度传感器使用单总线的数字接口，硬件连接简单，且其在0到100度的温度范围内的最大误差为±1.5度，能非常好地满足本饮水机的技术要求。

进一步地，在本实施例中，所述液位电压输出端Level、所述液体温度输出端Temp、所述第一供电端子Vcc1、所述第二供电端子Vcc2或所述接地端子GND，通过插接件或导线焊接的方式与外部上位机连接，以便于外部上位机接收传感器输出的数据，并对该数据进行分析处理。

优选地，所述第一供电端子Vcc1和第二供电端子Vcc2的输出电压均为5伏。以上两个供电端子的电源使用5V（伏）的电压，可以使液位检测电路稳定地工作，并且5V的电压可与大多数的单片机系统相兼容，推广应用更为方便。

在本发明实施例中，外壳一般安装于底座10，饮水机的出水口101旁边设有检测出水口101下方是否有杯子的杯子检测开关102，见图2，通过这个杯子检测开关102能实现防止误出水，并且能实现杯子在就出水，杯子离开就停止出水，使用起来方便并且能比较好的实现随意水量的操作，该杯子检测开关102可以采用如红外开关或者机械开关等开关。见图14、16，控制器9安装于顶部面板11，顶部面板11在中心有一圆形的开口，控制器9的面板也同样是一个圆形大小刚好可以嵌入到顶部面板11的圆孔内。如图30所示，控制器9主要由电路板、显示器91、控制输入模块组成，显示器91可以是液晶显示器、LED显示器、荧光管显示器，在本实施例，以点阵的液晶显示器作为优选方案，以点阵液晶显示器作为显示器件不但能显示详细的信息例如各个容器内水的温度，水量的多少还可以以图像、菜单等等形式提供更多的人机交互功能。控制输入模块为旋转编码器组成的飞梭旋钮加按键开关，或者全部由按键开关，或者为触摸屏组成的输入装置。在本实施例中以飞梭旋钮92加两个按键开关的组合为优选的实施例子，飞梭旋钮92正反转方向可以实现设置参数的增加、减少，或者是菜单项目的切换等等功能，两个按键分别是一个确定按键93和一个取消/返回按键94。以最核心定量定温水量输出操作为例子，屏幕的初始化状态显示上次出水设定的温度值和水量值，旋转飞梭旋钮92，温度值以1或者0.5度的步进值（这个值可以通过设置选项进行自定义）进行增加或者减少，到达设定值后按下确定按键93，旋转飞梭旋钮92，水量值以1ml或者10ml或者50ml的步进值（这个值可以通过设置选项进行自定义）进行增加或者减少，到达设定值后按下确定按键93开始出水，水量的设定还可以是在设定水量值的时候长按确定按键93开始出水，释放确定按键93停止出水。

控制器9带有检测手掌接近的传感器95，这个传感器可以是热释红外线传感器，也可以是红外线发射型的传感器，本实施例优选红外线反射型的传感器，红外线发射管发出的红外线信号通过38KHz的调制以实现抗干扰，探测距离设置为离控制器10厘米左右。通过这个传感器可以实现当有手掌接近控制器时候自动唤醒控制器中的微处理器，当控制器被唤醒后才点亮显示器91和启动周边的硬件外设，当机器在一定时间内没有操作，微处理器关闭显示进入休眠从而实现降低能耗和延长器件使用寿命的目的。

发热管的驱动电路采用光耦驱动可控硅的方式，驱动的光耦使用MOC3061，这个光耦是一片可控硅的专用驱动芯片，自带过零检测，控制器9只需要输出PWM就能控制发热管的功率，使得电路简单可靠。

常温水泵组件3、热水泵组件5、制冷器7的驱动电路是以MOSFET作为开关元件用来自于控制器9的PWM信号控制，给热水容器4加水的水泵（当单独采用输送水泵组件8时）和给常温水容器2加水的水泵（自吸水泵17）或者电磁阀以MOSFET为开关元件用开关信号控制。

控制器使用12V的直流供电，电源为开关电源，开关电源具有体积小效率高电压范围广等等的优点。

下面具体介绍本发明一种饮水机输出水的控制方法实施例：

本控制方法可用于上述饮水机实施例的输出水的控制，并且所应用的饮水机实施例应当具有可对常温水容器的常温水在出水过程制冷的制冷器，加热装置可对热水容器的热水在出水过程进行二次加热。

所述控制方法包括：

步骤S1：饮水机工作时，控制器通过常温水容器的温度传感器实时检测常温水的温度TL，根据热水容器的温度传感器实时检测热水的温度TH；

步骤S2：根据用户选择的水温TS，控制器判断所选择的水温TS与热水容器的水温TH以及与常温水容器的水温TL之间的关系，根据TS与TH、TL之间的关系，控制器分别通过调节热水容器中的热水泵工作流量FH、和/或调节热水容器内的加热装置对热水容器中的热水在出水过程中加热的加热功率PH、和/或调节制冷器对常温水容器中的水在出水过程中制冷的制冷功率PC、和/或调节常温水容器中的常温水泵的工作流量FL从而得到目标水温TS。

需要说明的是，作为饮水机的应用，一般取水温度都在0℃到100℃范围内，因此，控制器判断所选择的水温TS与热水容器的水温TH以及与常温水容器的水温TL之间的关系，同时也需要检查所选择的目标水温是否在0℃到100℃范围内。

进一步的，所述步骤S2具体为：当控制器判断用户选择的温度大于热水容器的水温时，即TS>TH时，控制器控制常温水泵不工作，制冷器不工作；并且控制器进一步判断并根据PHmax与FHmax×4.2×(TS-TH)之间的关系控制热水泵工作流量FH和调节加热装置的功率PH，其中，所述PHmax与FHmax分别指加热装置所能提供的用于加热输出热水的最大功率和热水泵的最大流量，包括：

当PHmax>FHmax×4.2×(TS-TH)时，控制器控制热水泵工作流量FH为最大流量FHmax，同时调节加热装置的功率PH，使得PH=FHmax×4.2×(TS-TH)；

当PHmax=FHmax×4.2×(TS-TH)时，控制器控制热水泵工作流量FH为最大流量FHmax，同时调节加热装置的功率PH为最大功率PHmax；

当PHmax<FHmax×4.2×(TS-TH)时，控制器调节加热装置的功率PH为最大功率PHmax，同时调节热水泵工作流量FH，使得FH=PHmax÷(4.2×(TS-TH))。

进一步的，所述步骤S2具体为：当控制器判断用户选择的温度等于热水容器的水温时，即TS=TH时，控制器控制常温水泵不工作，制冷器不工作，加热装置不工作，并且调节热水泵工作流量FH为最大流量FHmax。

进一步的，所述步骤S2具体为：当控制器判断用户选择的温度大于常温水容器的水温而小于热水容器的水温，即TH>TS>TL时，控制器控制加热装置不工作，制冷器不工作；并且控制器进一步判断并根据TS与(TH-TL)/2+TL之间的关系，控制热水泵工作流量FH和调节常温水泵工作流量FL，包括：

当TS>(TH-TL)/2+TL时，控制器控制热水泵工作流量FH为最大流量FHmax，同时调节常温水泵工作流量FL，使得FL=(TH-TS)×FHmax÷(TS-TL)；

当TS=(TH-TL)/2+TL时，控制器控制热水泵工作流量FH=常温水泵工作流量FL；

当TS<(TH-TL)/2+TL时，控制器控制常温水泵工作流量FL为最大流量FLmax，同时调节热水泵的工作流量FH，使得FH=(TS-TL)×FLmax÷(TH-TS)。

进一步的，所述步骤S2具体为：当控制器判断用户选择的温度等于常温水容器的水温时，即TS=TL时，控制器控制加热装置不工作，制冷器不工作，热水泵不工作，并调节常温水泵的工作流量FL为最大流量FLmax。

进一步的，所述步骤S2具体为：当控制器判断用户选择的温度小于常温水容器的水温时，即TS<TL时，控制器控制热水泵不工作，加热装置不工作，并且控制器进一步判断并根据PCmax与FLmax×4.2×(TL-TS)之间的关系，控制常温水泵工作流量FL和调节调节制冷器的功率PC，其中，所述PCmax为制冷器的最大功率，包括：

当PCmax>FLmax×4.2×(TL-TS)时，控制器控制常温水泵工作流量FL为最大流量FLmax，同时调节制冷器的功率PC，使得PC=FLmax×4.2×(TL-TS)；

当PCmax=FLmax×4.2×(TL-TS)时，控制器控制常温水泵工作流量FL为最大流量FLmax，同时调节制冷器的功率PC为最大功率PCmax;

当PCmax<FLmax×4.2×(TL-TS)时，控制器控制制冷器的功率PC为最大功率PCmax，即使得PC=PCmax，同时调节常温水泵工作流量FL，使得FL=PCmax÷(4.2×(TL-TS))。

为了更进一步清楚地说明上述控制方法，下面将区分为七种情形，介绍控制器按照不同的情形，分别对控制参数作出不同调节，并且对各公式中字母的含义进行统一说明如下：

以下公式中字母的含义中，流量的单位的毫升/秒，功率的单位为瓦，时间单位为秒，温度单位为摄氏度，

TS 用户选择的温度（即目标温度）

TH 热水容器的水温

TL 常温水容器的水温

FH 热水泵的工作流量

FL 常温水泵的工作流量

FHmax 热水泵的最大流量

FLmax 常温水泵的最大流量

PH 加热装置能提供的用于加热输出热水的加热功率

PC 制冷器的制冷功率

PHmax 加热装置所能提供的用于加热输出热水的最大功率

PCmax 制冷器的最大制冷功率

对于PHmax需要说明如下：PHmax指代的是加热装置能提供的用于加热输出热水的最大功率，而非加热装置本身的最大工作功率，比如上述的加热单元44，通过设计金属管442的尺寸，如果加热单元44的发热管441对热水出水过程中进行二次加热的加热效率为60%，那么当PH=PHmax时，加热单元44的发热管441的工作功率应为PHmax/60%；如果采用二次加热器45，由于二次加热器45的第二加热管451的加热功率几乎全用于热水出水过程中进行二次加热，那么当PH=PHmax时，直接以第二加热管451按照PHmax的功率工作即可。

各情形包括如下：

一、在TS>TH时，即用户选择的温度大于热水容器的水温时，控制器进行以下调节控制：

常温水泵不工作，即使得FL=0；

制冷器不工作，即使得PC=0；

并且控制器进一步判断并根据PHmax与FHmax×4.2×(TS-TH)之间的关系控制热水泵

工作流量FH和调节加热装置的功率PH，包括：

1）当PHmax>FHmax×4.2×(TS-TH)即当热水输出流量为最大，而加热装置的功率仍然足够大的时候

控制器调节热水泵工作流量FH为最大流量FHmax，即使得FH=FHmax；

同时，控制器调节加热装置的功率PH，使得PH=FHmax×4.2×(TS-TH)；

2）当PHmax=FHmax×4.2×(TS-TH)即当热水泵输出流量为最大，加热装置的功率跟需要加热的功率相等的时候

同时，控制器调节加热装置的功率PH为最大功率PHmax，即使得PH=PHmax;

3）当PHmax<FHmax×4.2×(TS-TH)即当热水泵输出流量为最大，加热装置的功率不够的时候

控制器调节加热装置的功率PH为最大功率PHmax，即使得PH=PHmax；

同时，控制器调节热水泵工作流量FH，使得FH=PHmax÷(4.2×(TS-TH))。

有必要说明的是PHmax与FHmax×4.2×(TS-TH)之间的关系，按照比热容的公式Q=cmΔT，水的比热容为4.2J/(g·℃），那么在将水由TH温度加热到TS温度，按照第1)种情形，在热水泵最大流量FHmax的情况下，所需要的热量为Q=4.2×FHmax×t×(TS-TH)，其中t为时间，那么所需要的加热功率为PH=Q/t=4.2×FHmax×(TS-TH)。相应的，按照第3）种情形，则需要根据加热装置的最大加热功率来调节热水泵的工作流量，即使得FH=PHmax÷(4.2×(TS-TH))。

二、在TS=TH时，即用户选择的温度大于热水容器的水温时，控制器进行以下调节控制：

常温水泵不工作，即使得FL=0；

制冷器不工作，即使得PC=0；

加热装置不工作，即使得PH=0；

控制器调节热水泵工作流量FH为最大流量FHmax从而得到目标水温TS，其中所述FHmax为热水泵最大流量。

三、在TS>(TH-TL)/2+TL时，即用户选择的温度大于热水容器与常温水容器的平均水温，此时在热水和常温水混合时，需要输入更多的热水，控制器进行以下调节控制：

加热装置不工作，即使得PH=0；

制冷器不工作，即使得PC=0；

控制热水泵工作流量FH为最大流量FHmax；

控制调节常温水泵工作流量FL，使得FL=(TH-TS)×FHmax÷(TS-TL)从而得到目标水温；也就是说，按照目标水温和热水的温差与目标水温和常温水的温差的比值对应热水泵的工作流量来控制常温水泵的工作流量。比如如果热水容器的热水保温在80℃，常温水容器的常温水为20℃，用户选择的目标温度为60℃，则控制热水泵工作流量为最大流量FHmax，而常温水泵的工作流量FL为（80-60）÷(60-20)×FHmax=1/2FHmax。

四、在TS=(TH-TL)/2+TL时，即用户选择的温度等于热水容器与常温水容器的平均水温，此时热水和常温水混合时，只需要等量地输入热水和常温水即可，控制器进行以下调节控制：

加热装置不工作，即使得PH=0；

制冷器不工作，即使得PC=0；

控制热水泵工作流量FH=常温水泵工作流量FL，从而得到目标水温；

五、在TS<(TH-TL)/2+TL时，即用户选择的温度小于热水容器与常温水容器的平均水温，此时热水和常温水混合时，需要输入更多的常温水，控制器进行以下调节控制：

加热装置不工作，即使得PH=0；

制冷器不工作，即使得PC=0；

控制常温水泵工作流量FL为最大流量FLmax；

控制调节热水泵的工作流量FH，使得FH=(TS-TL)×FLmax÷(TH-TS)从而得到目标水温；这与TS>(TH-TL)/2+TL的情形类似，也就是说，按照目标水温和热水的温差与目标水温和常温水的温差的比值对应常温水泵的工作流量来控制热水泵的工作流量。比如如果热水容器的热水保温在80℃，常温水容器的常温水为20℃，用户选择的目标温度为40℃，则控制常温水泵工作流量为最大流量FLmax，而热水泵的工作流量FH为（40-20）÷(80-40)×FLmax=1/2FLmax。

六、在TS=TL时，即用户选择的温度等于常温水容器的水温时，控制器进行以下调节控制：

加热装置不工作，即使得PH=0；

制冷器不工作，即使得PC=0；

热水泵不工作，即使得FH=0；

控制调节常温水泵的工作流量FL为最大流量FLmax，从而得到目标水温；

七、在TS<TL时，即用户选择的温度低于常温水容器的水温时，控制器进行以下调节控制：

热水泵不工作，即使得FH=0；

加热装置不工作，即使得PH=0；

并且控制器进一步判断并根据PCmax与FLmax×4.2×(TL-TS)之间的关系控制常温水泵

工作流量FL和调节制冷器的功率PC，包括：

1）当PCmax>FLmax×4.2×(TL-TS)即当常温水泵输出流量为最大，而制冷器的功率仍然足够大的时候

控制器调节常温水泵工作流量FL为最大流量FLmax，即使得FL=FLmax；

同时，控制器调节制冷器的功率PC，使得PC=FLmax×4.2×(TL-TS)；

2）当PCmax=FLmax×4.2×(TL-TS)即当常温水泵输出流量为最大，制冷器的功率跟常温水需要制冷的功率相等的时候

同时，控制器调节制冷器的功率PC为最大功率PCmax，即使得PC=PCmax;

3）当PCmax<FLmax×4.2×(TL-TS)即当常温水输出流量为最大，制冷器的功率不够的时候

控制器调节制冷器的功率PC为最大功率PCmax，即使得PC=PCmax；

同时，控制器调节常温水泵工作流量FL，使得FL=PCmax÷(4.2×(TL-TS))。

这与上述第一种情形的原理类似，也是根据比热容公式Q=cmΔT，水的比热容为4.2J/(g·℃），那么在将水由TL温度制冷到TS温度，按照第1)种情形，在常温水泵最大流量FLmax的情况下，所需要的制冷功率为PC=4.2×FLmax×(TL-TS)；。相应的，按照第3）种情形，则需要根据制冷器的最大制冷功率来调节常温水泵的工作流量，即使得FL=PCmax÷(4.2×(TL-TS))。

需要进一步说明的是，上述控制方法实施例只是作为优选的方式，而且各自实施例都是优先保障水泵以最大流量工作，只有当水泵以最大流量工作时，加热装置或制冷器不足以提供足够的加热功率或者制冷功率时，才根据加热装置或制冷器的最大功率，来调整水泵的流量。比如，在第一种情形，TS>TH时，并且当PHmax>FHmax×4.2×(TS-TH)时，控制器控制常温水泵不工作(FL=0)，制冷器不工作(PC=0)，如果控制器调节热水泵工作流量FH为最大流量FHmax，即FH=FHmax；加热装置的功率PH应该为PH=FHmax×4.2×(TS-TH)；如果控制器调节热水泵工作流量FH为最大流量范围内的一个取值FHx（即FHmax>FHx>0），使得FH=FHx，则此时加热装置的功率PH应该为PH=FHx×4.2×(TS-TH)；也就是说，此时热水泵不以最大流量工作，加热装置则相应地以更小的功率工作。因此，上述控制方法实施例作为一种优选的方式，是以在可以得到目标温度的情况下，优先保障水泵以最大流量工作为前提的，这样，可以使得出水量最大化，避免用户取水等待时间长。

进一步的，上述控制方法所应用的饮水机的常温水泵和热水泵采用的是定量泵，并且所述定量泵设有用于检测定量泵转速的编码器。步骤S0还包括：在使用饮水机取水前进行初始化设置，对饮水机的热水泵和常温水泵在最大流量和最小流量的范围内通过测试建立由多个在最大转速和最小转速之间均匀分布的转速组成的转速-流量对应关系表格，把表格储存在控制器的控制系统内；步骤S2还包括：根据用户选择的温度，控制器按照不同的情形计算出热水泵工作流量FH和常温水泵工作流量FL时，控制器的控制系统根据所计算出的热水泵工作流量FH和常温水泵工作流量FL参照所述转速-流量对应关系表格通过算法计算出热水泵和常温水泵各自的转速值，并在出水过程，对热水泵和常温水泵各自的转速进行修正，以实时调整两个泵的输出控制量使得两个泵的流量按照指定的比例进行工作；更进一步的，根据用户选择的出水量，控制器计算出热水泵和常温水泵各自需要输出的水量，并结合所述转速-流量对应关系表格计算出两个水泵在各自需要输出的水量下各自的编码器要反馈的脉冲数，并在出水过程，以一定的时间间隔不断地对热水泵和常温水泵的编码器反馈回来的脉冲数进行比对和计算，检测是否达到用户选择的出水量。通过编码器的应用，可以保障热水泵和常温水泵的流量按照指定的比例工作，进一步确保出水温度的精确性，和出水量的精确性，保障实现定温定量出水。

通过上述控制方法可见，本发明实施例可以通过加热装置（或者制冷器）、以及水泵的调节这样两类变量（具体为加热装置加热功率、制冷器制冷功率、常温水泵工作流量、热水泵工作流量四个变量）实现对最终出水温度的调节。因此，在输出热水时，能够优先保障热水泵以最大流量工作，通过加热装置（尤其是二次加热的功能）的加热功率来调节输出的热水温度，从而使得在满足定温出水的情况下，还可以大量出水，使得出水时间短，避免用户长时间等待，克服了现有技术中在获取热水时，出水时间慢，需要长时间等待的缺陷。当要输出冷水时，也是同样的原理，优先保障常温水泵以最大流量工作，通过制冷器的功率来调节输出的冷水温度，从而确保大量出水，减少用户等待时间。本发明实施例，通过热水泵和常温水泵各自的精确的出水流量以及出水量，实现了定量定温输出水；通过加热装置的二次加热功能（或者制冷器）增加了输出热水（或冷水）的调节变量，使得用户在取水时，能够优先保障水泵以最大流量工作，使得出水量大，用户等待时间短。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述饮水机包括外壳(1)；

常温水容器(2)，用于输出常温水的常温水泵组件(3)，常温水容器内设有温度传感器(21)；

具有保温功能的热水容器(4)，用于输出热水的热水泵组件(5)，所述热水容器内设有加热装置，热水容器内设有温度传感器(41)和液位检测装置(42)；

给热水容器注水的输送水泵组件；

用于将常温水和热水混合的冷热水混合器(6)；

控制饮水机工作的控制器(9)；

所述常温水泵组件和热水泵组件采用定量泵；

所述热水容器的热水泵(50)通过一伸入所述热水容器(4)的支架管(52)安装于所述热水容器(4)内部，所述热水泵的传动轴(51)设于所述支架管(52)内，传动轴(51)的外端与安装于热水容器(4)外的电机(58)传动连接或者通过联轴器联接。

2.如权利要求1所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述定量泵为齿轮泵。

3.如权利要求2所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述传动轴(51)与电机(58)皮带传动，电机上的皮带轮(54)和传动轴上的皮带轮(53)为减速设置。

4.如权利要求1或2所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述常温水容器(2)的常温水泵(30)通过一伸入所述常温水容器(2)的支架管(32)安装于所述常温水容器(2)内部，所述常温水容器的常温水泵(30)的传动轴(31)设于所述支架管(32)内，传动轴(31)的外端与安装于常温水容器(2)外的电机(38)传动连接。

5.如权利要求4所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述常温水容器(2)内的常温水泵(30)的传动轴(31)与电机(38)皮带传动，电机(38)上的皮带轮(34)和传动轴(31)上的皮带轮(33)为减速设置。

6.如权利要求1所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述常温水泵组件(3)和热水泵组件(5)包括用于检测定量泵转速的编码器。

7.如权利要求1所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述常温水泵和所述给热水容器注水的输送水泵为同一个泵，采用包括两个阀门和两个出水口可分别向所述冷热水混合器送水或向所述热水容器注水的双向泵。

8.如权利要求1所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述热水容器内的加热装置可对热水容器的水在出水过程中进行二次加热。

9.如权利要求8所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述加热装置与所述热水泵组件输往冷热水混合器的输水管一体安装，所述加热装置可对热水容器的水进行加热，并可对热水在输水管内往冷热水混合器输送过程中对其进行二次加热。

10.如权利要求9所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述加热装置包括一内壁带凹槽(443)的金属管(442)、设于金属管(442)内与所述金属管(442)内壁贴紧并同心安装的发热管(441)，所述金属管(442)内壁的凹槽(443)形成给冷热水混合器(6)输水的输水管道，所述金属管(442)的底端通过管道与热水泵(50)的输出口连接，所述金属管(442)的顶端通过管道与冷热水混合器(6)的热水输入口(62)连接。

11.如权利要求10所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述金属管(442)的顶端连接有一在连接处的侧面带开口(4441)的连接管(444)，所述金属管(442)的顶端的管壁对应所述连接管(444)的开口(4441)设有开槽(4421)，所述金属管(444)的开槽(4421)与所述连接管(444)的开口(4441)通往冷热水混合器(6)的热水输入口(62)的管道，所述发热管(441)的电线通过连接管(444)的末端引出。

12.如权利要求8所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述加热装置包括常规加热器(440)和二次加热器(45)，所述二次加热器(45)包括一金属管(452)、设于金属管(452)内与金属管(452)同心安装的发热管(451)，所述发热管(451)与金属管(452)之间具有环形水流通道(453)，所述金属管(452)的底端通过管道与热水泵(50)的输出口连接，所述金属管(452)的顶端通过管道与冷热水混合器(6)的热水输入口(62)连接。

13.如权利要求1所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述液位检测装置为一可以多点检测的液位传感器(200)，所述液位传感器(200)为一内设液位检测电路的长条状电路板(201)，所述液位检测电路包括一由N个电阻器串联组成的电阻电路，并对应设有N个晶体管，所述电阻电路的一端与接地端子连接，另一端为液位电压输出端；每个所述晶体管的集电极分别连接在所述电阻电路的各个电阻器的串联节点上；每个所述晶体管的发射极与接地端子连接；每个所述晶体管的基极分别与一探测电极连接；每个所述探测电极分别对应一个检测点；所述液位检测电路还设有一分压电阻器，所述分压电阻器的一端连接在所述液位电压输出端上，另一端与第一供电端子连接；所述第一供电端子对所述液位检测电路进行供电；所述第一供电端子可通过液体与所述探测电极导电连接；所述液位检测电路采用绝缘材料对除了所述探测电极、所述第一供电端子和所述液位电压输出端以外的所有电路进行密封。

14.如权利要求13所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：电阻电路的第m个串联节点的电阻器的阻值R_m与分压电阻器的阻值R₀存在关联关系：

\frac{Σ_{n = 1}^{m} R_{n}}{R_{0} + Σ_{n = 1}^{m} R_{n}} = \frac{m}{N}

其中，m为正整数，且1≤m≤N-1；为所述液位检测电路自上而下的第一电阻器至第m电阻器的电阻值总和；而且，当m＝N时，第N个电阻器的电阻值R_N为一自定义电阻值R_r，或者，将所述第N个电阻器在所述电阻电路中去掉，使得R_N取无穷大值。

15.如权利要求14所述的多点液位检测电路，其特征在于，所述电阻电路中的第m个电阻器的电阻值为：

R_{m} = \frac{N R_{0}}{(N - m + 1) (N - m)}, m = 1,2 . . ., N - 1

且，当m＝N时，所述第N个电阻器的电阻值R_N为一自定义电阻值R_r，或者，将所述第N个电阻器在所述电阻电路中去掉以实现电阻值R_N为无穷大值。

16.如权利要求13所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述电路板(201)上还设有未被所述绝缘材料密封的公共电极；所述公共电极通过导线与所述第一供电端子连接；所述公共电极可通过液体与所述探测电极导电连接。

17.如权利要求16所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：

所述液位电压输出端、所述第一供电端子和所述接地端子设置在所述电路板的顶部；所述常温水容器的温度传感器和热水容器的温度传感器分别设于所述电路板的底端。

18.如权利要求1所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述常温水泵(30)与所述冷热水混合器(6)的常温水输入口(61)的管道上串联一制冷器(7)。

19.如权利要求1所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述饮水机具有自吸水泵(17)或者电磁阀，所述自吸水泵(17)或者电磁阀的输出口(172)通过管道连接所述常温水容器(2)，所述自吸水泵(17)或电磁阀的输入口(171)通过管道连接外接水源接口(173)。

20.如权利要求1所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述饮水机的常温水容器(2)上部设有可手动注水的注水口。

21.如权利要求1所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：

所述热水容器(4)采用玻璃内胆保温瓶或者双层不锈钢容器。

22.如权利要求1至21任一项所述的可定量定温出水的饮水机，其特征在于：所述常温水容器(2)环绕并包围所述热水容器(4)。

23.一种饮水机输出水的控制方法，其特征在于：应用于对权利要求1所述的饮水机进行定温定量出水控制，并且所述饮水机还具有可对常温水容器的常温水在出水过程制冷的制冷器，所述加热装置可对热水容器的热水在出水过程进行二次加热，所述方法包括：

24.如权利要求23所述的饮水机输出水的控制方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：

当控制器判断用户选择的温度大于热水容器的水温时，即TS>TH时，控制器控制常温水泵不工作，制冷器不工作；并且控制器进一步判断并根据PHmax与FHmax×4.2×(TS-TH)之间的关系控制热水泵工作流量FH和调节加热装置的功率PH，其中，所述PHmax与FHmax分别指加热装置所能提供的用于加热输出热水的最大功率和热水泵的最大流量，包括：

当PHmax>FHmax×4.2×(TS-TH)时，控制器控制热水泵工作流量FH为最大流量FHmax，同时调节加热装置的功率PH，使得PH＝FHmax×4.2×(TS-TH)；

当PHmax＝FHmax×4.2×(TS-TH)时，控制器控制热水泵工作流量FH为最大流量FHmax，同时调节加热装置的功率PH为最大功率PHmax；

当PHmax<FHmax×4.2×(TS-TH)时，控制器调节加热装置的功率PH为最大功率PHmax，同时调节热水泵工作流量FH，使得FH＝PHmax÷(4.2×(TS-TH))；

或者，所述步骤S2具体为：

当控制器判断用户选择的温度等于热水容器的水温时，即TS＝TH时，控制器控制常温水泵不工作，制冷器不工作，加热装置不工作，并且调节热水泵工作流量FH为最大流量FHmax；

或者，所述步骤S2具体为：

当控制器判断用户选择的温度大于常温水容器的水温而小于热水容器的水温，即TH>TS>TL时，控制器控制加热装置不工作，制冷器不工作；并且控制器进一步判断并根据TS与(TH-TL)/2+TL之间的关系，控制热水泵工作流量FH和调节常温水泵工作流量FL，包括：

当TS>(TH-TL)/2+TL时，控制器控制热水泵工作流量FH为最大流量FHmax，同时调节常温水泵工作流量FL，使得FL＝(TH-TS)×FHmax÷(TS-TL)；

当TS＝(TH-TL)/2+TL时，控制器控制热水泵工作流量FH＝常温水泵工作流量FL；

当TS<(TH-TL)/2+TL时，控制器控制常温水泵工作流量FL为最大流量FLmax，同时调节热水泵的工作流量FH，使得FH＝(TS-TL)×FLmax÷(TH-TS)；

或者，所述步骤S2具体为：

当控制器判断用户选择的温度等于常温水容器的水温时，即TS＝TL时，控制器控制加热装置不工作，制冷器不工作，热水泵不工作，并调节常温水泵的工作流量FL为最大流量FLmax；

或者，所述步骤S2具体为：

当控制器判断用户选择的温度小于常温水容器的水温时，即TS<TL时，控制器控制热水泵不工作，加热装置不工作，并且控制器进一步判断并根据PCmax与FLmax×4.2×(TL-TS)之间的关系，控制常温水泵工作流量FL和调节调节制冷器的功率PC，其中，所述PCmax为制冷器的最大功率，包括：

当PCmax>FLmax×4.2×(TL-TS)时，控制器控制常温水泵工作流量FL为最大流量FLmax，同时调节制冷器的功率PC，使得PC＝FLmax×4.2×(TL-TS)；

当PCmax＝FLmax×4.2×(TL-TS)时，控制器控制常温水泵工作流量FL为最大流量FLmax，同时调节制冷器的功率PC为最大功率PCmax；

当PCmax<FLmax×4.2×(TL-TS)时，控制器控制制冷器的功率PC为最大功率PCmax，即使得PC＝PCmax，同时调节常温水泵工作流量FL，使得FL＝PCmax÷(4.2×(TL-TS))。

25.如权利要求24所述的饮水机输出水的控制方法，其特征在于：

所述热水泵和常温水泵为定量泵，并且所述定量泵设有用于检测定量泵转速的编码器；

步骤S0还包括：

饮水机开机后进行初始化设置，对饮水机的热水泵和常温水泵在最大流量和最小流量的范围内通过测试建立由多个在最大转速和最小转速之间均匀分布的转速组成的转速-流量对应关系表格，把表格储存在控制器的控制系统内；

步骤S2还包括：根据用户选择的温度，控制器按照不同的情形计算出热水泵工作流量FH和常温水泵工作流量FL时，控制器的控制系统根据所计算出的热水泵工作流量FH和常温水泵工作流量FL参照所述转速-流量对应关系表格通过算法计算出热水泵和常温水泵各自的转速值，并在出水过程，对热水泵和常温水泵各自的转速进行修正，以实时调整两个泵的输出控制量使得两个泵的流量按照指定的比例进行工作；

根据用户选择的出水量，控制器计算出热水泵和常温水泵各自需要输出的水量，并结合所述转速-流量对应关系表格计算出两个水泵在各自需要输出的水量下各自的编码器要反馈的脉冲数，并在出水过程，以一定的时间间隔不断地对热水泵和常温水泵的编码器反馈回来的脉冲数进行比对和计算，检测是否达到用户选择的出水量。