CN106940081A - 一种饮用水加热系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一般具有热发生装置的流体加热器及控制领域，一种饮用水加热系统，包括加热单元、热水储存单元和电气控制单元；所述加热单元包括加热罐、用于对加热罐内的水进行加热的第一加热装置、用于检测加热罐内水量的第一水位控制装置、用于检测加热罐内水温的第一温度检测装置；所述热水储存单元包括保温罐、用于检测保温罐内水量的第二水位控制装置、输出饮用水的出水控制组件；所述加热罐和保温罐通过连接管路连通，所述电气控制单元根据第一水位控制装置、第一温度检测装置、第二水位控制装置的信号控制所述连接管路畅通或阻隔。

Description

一种饮用水加热系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及具有热发生装置的流体加热器及控制领域，特别是一种饮水设备、净饮水设备中的饮用水加热系统。

背景技术

现有技术的普通开水器，在壳体内设置有一水箱，进水由上部经浮球阀进入水箱，当水箱注满水后，顶起浮球把进水关闭，水被煮沸后，打开龙头，流出多少开水，水箱就从上部注入多少自来水，形成生水混合；此款结构的开水器，存在以下不足之处：(1)水箱内生水与开水混合，不卫生；(2)部分开水反复被煮沸，浪费能源的同时，也容易产生有害的三致物质，影响卫生健康。

而市面上另一种步进式开水器，它是在壳体里同样设置有一个水箱，进水从底部进入水箱，当达到设定低水位后，停止进水，开始加热，当加热到设定温度后，再进水(设定进水量)，又加热煮水，直到水位达到水箱的设定高水位后，才停止进水加热。然而，该结构的步进式开水器，仍存在以下不足：(1)水箱从底部步进式进水加热，相比普通开水器，部分减少了水箱内生水与开水的混合，但还是有很大比例的生水与开水混合好，不卫生；(2)部分开水反复被加热，浪费能源的同时，也容易产生有害的三致物质，影响卫生健康。市面常用的开水器、带加热的饮水机一般也同样存在以上两点不足。

市面上还有一种即热式饮水设备，采用的是即时加热的方式，即在取水的时候，水才开始被加热使用，其主要解决的问题是饮用水不被反复加热和减少生水和热水的混合，但是该设备仍存在以下缺陷：(1)仍然有部分生水随热水一起流出；(2)即热式饮水设备热水都是从加热器的上部位置流出，加热器有一点的容积，仍然有部分的热水留存在加热器内，这部分热水还是会反复加热；(3)只有在取水的时候，设备才加热工作，设备的利用率低，热水出水量小，或者加热功率大，安装使用条件受到制约。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种饮用水加热系统，本系统可避免生水和热水混合流出、避免饮用水反复加热，并具有良好的热效率和利用率。另外本发明还提供一种控制该系统的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种饮用水加热系统，包括加热单元、热水储存单元和电气控制单元；所述加热单元包括加热罐、用于对加热罐内的水进行加热的第一加热装置、用于检测加热罐内水量的第一水位控制装置、用于检测加热罐内水温的第一温度检测装置；所述热水储存单元包括保温罐、用于检测保温罐内水量的第二水位控制装置、输出饮用水的出水控制组件；

所述加热罐和保温罐通过连接管路连通，所述电气控制单元根据第一水位控制装置、第一温度检测装置、第二水位控制装置的信号控制所述连接管路畅通或阻隔。

作为优选的，所述加热罐顶部具有第一排汽装置；所述加热单元还包括进水控制组件，所述进水控制组件根据第一水位控制装置的信号向加热罐内注水。

作为优选的，所述保温罐内具有用于检测保温罐内水温的第二温度检测装置以及用于加热保温罐内饮用水的第二加热装置，所述保温罐的顶部均具有第二排汽装置；所述第二加热装置在第二温度检测装置测得的水温低于预设值时对保温罐内的水进行加热。

作为优选的，所述加热罐的底部不高于所述保温罐的顶部，所述连接管路上具有电控水泵，该电控水泵与所述电气控制单元信号连接。

作为优选的，所述加热罐的底部高于所述保温罐的顶部，所述连接管路包括控制阀，该控制阀与所述电气控制单元信号连接。

作为优选的，所述第一水位控制装置包括设于加热罐内的不同高度的至少两个水位传感器；所述第二水位控制装置包括设于保温罐内的不同高度的至少两个水位传感器。

作为优选的，所述饮用水加热系统还包括热交换单元，该热交换单元包括热交换水箱和设置在热交换水箱箱体内的热交换管，所述进水控制组件与所述热交换水箱内部连通，所述热交换水箱与所述加热罐连通；所述保温罐的出水端与所述热交换管第一端对接，所述热交换管的第二端为温水出水端。

本发明还提供一种饮用水加热控制方法，包括

检测加热罐内水量及检测热罐内水温；

检测保温罐内水量及检测保温罐内水温；

根据加热罐内水量、水温及保温罐的水量、水温打开或关闭所述加热罐和保温罐之间的连接管路。

作为优选的，根据加热罐内水量、水温及保温罐的水量、水温畅通或阻隔所述加热罐和保温罐之间的连接管路的步骤包括：

在加热罐内水温高于高水温阈值、加热罐内水量处于高于低水位阈值、保温罐内水位低于高水位阈值时，打开所述加热罐和保温罐之间的连接管路；在加热罐内水温达到高水温阈值后，保温罐内水量低于高水位阈值时，打开所述加热罐和保温罐之间的连接管路；在加热罐内水量低于低水位阈值或保温罐内水位高于高水位阈值时，关闭所述加热罐和保温罐之间的连接管路。

作为优选的，所述方法还包括：

在加热罐内水量低于低水位阈值时，通过进水控制单元向加热罐内注水；

在加热罐内水量高于高水位阈值，且水温低于低水温阈值时，通过加热单元对加热罐内的水加热，并在加热罐内的水温达到高水温阈值时，停止对加热罐内的水加热。

使用本发明的有益效果是：

本饮用水加热系统通过加热罐单独加热，在加热罐内水量达到预定温度后，热水排放到保温罐单独保温，解决了生水和热水混合流出被使用的问题；热水与生水混合，热水受到反复加热，容易产生有害物质的问题，以及提高设备的使用效率和加热效率，实现小功率大流量出热水。

附图说明

图1为本发明饮用水加热系统第一实施例的结构示意图。

图2为本发明饮用水加热系统第二实施例的结构示意图。

图3为本发明饮用水加热系统第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

实施例1

如图1所示，一种饮用水加热系统，包括加热单元10、热水储存单元20和电气控制单元30；加热单元10包括加热罐11、用于对加热罐11内的水进行加热的第一加热装置12、用于检测加热罐11内水量的第一水位控制装置13、用于检测加热罐11内水温的第一温度检测装置14；热水储存单元20包括保温罐21、用于检测保温罐21内水量的第二水位控制装置22、输出饮用水的出水控制组件23；加热罐11和保温罐21通过连接管路41连通，电气控制单元30根据第一水位控制装置13、第一温度检测装置14、第二水位控制装置22的信号控制连接管路41畅通或阻隔。

具体的，设备通电工作时，电气控制单元30通过第一水位控制装置13检测到加热罐11内低水位为0(缺水状态)，延时1秒后，进水控制组件16打开，开始进水，当电气控制单元30通过水位控制装置检测到加热器高水位由0转为1(满水状态)，延时1秒后，进水控制组件16关闭，停止进水，如此循环反复。进水满水后，电气控制单元30通过第一温度检测装置14检测到加热罐11内水的水温低于设定温度40℃，第一加热装置12开始加热，当电气控制单元30通过第一温度检测装置14检测到加热罐11内水的水温达到设定温度100℃时，停止加热，如此循环反复。当加热罐11的水温达到设定温度100℃时、保温罐21内水位低于高水位阈值时，停止加热后，打开加热罐11和保温罐21之间的连接管路41，热水由加热罐11流动到保温罐21；或者在加热罐11内水温达到高水温阈值后，保温罐21内水量低于高水位阈值时，打开所述加热罐11和保温罐21之间的连接管路41，即保温罐21内水量非满且加热罐11内水温高于阈值时，由加热罐11向保温罐21输送热水；在加热罐11内水量低于低水位阈值或保温罐21内水位高于高水位阈值时，关闭所述加热罐11和保温罐21之间的连接管路41，如保温罐21内为满水状态或加热罐内水温不足100℃时，关闭加热罐11和保温罐21之间连通。

当电气控制单元30通过第一水位控制装置13检测加热罐11内低水位由1转为0，或保温罐21内高水位由0转为1时，连接管路41断开，停止排放热水，如此循环反复。需要用水时，按下放水开关，且电气控制单元30通过第二水位控制装置22检测到保温罐21内低水位为1(非缺水状态)时，放水单元放水阀打开，保温罐21内热水流出供使用。

由上可知，当加热罐11的水量较小，可以在短时间内加热到设定温度时，而保温罐21的容积能容纳加热罐11多次排放的热水，其加热能力就接近即热式加热设备，设备的加热利用率可以得到提高，实现小功率大热水量的需求。

作为优选的，加热罐11顶部具有第一排汽装置15；加热单元10还包括进水控制组件16，进水控制组件16根据第一水位控制装置13的信号向加热罐11内注水。加热罐11内的水蒸气可通过第一排汽装置15排出，使得加热罐11内气压保持在环境气压。

实施例2

本实施例中的饮用水加热系统与实施例1中的饮用水加热系统类似，区别在于，在保温罐21内加入第二加热装置25。

如图2所示，在一个实施例中，保温罐21内具有用于检测保温罐21内水温的第二温度检测装置24以及用于加热保温罐21内饮用水的第二加热装置25，保温罐21的顶部均具有第二排汽装置26；第二加热装置25在第二温度检测装置24测得的水温低于预设值，且保温罐21内的水量高于低水位阈值时对保温罐21内的水进行加热。第二加热装置25和第二温度检测装置24可对保温罐21内的水继续加热，使得保温罐21内的水维持在较高温度，例如，当电气控制单元30通过第二温度检测装置24检测到保温罐21内的水温低于设定温度90℃时，延时2秒后，第二加热装置25通电加热，当电气控制单元30通过第二温度检测装置24检测到保温罐21内水温达到设定温度95℃时，延时1秒，停止加热，如此循环反复，使得保温罐内水温位置在90℃以上。在其他实施例中，阈值温度可根据需求预先设定为其他温度。第二排汽装置26与第一排汽装置15作用类似，不再赘述。

作为优选的，加热罐11的底部不高于保温罐21的顶部，连接管路41上具有电控水泵42，该电控水泵42与电气控制单元30信号连接。电控水泵42具有主动供水的作用，其做功从而带动水的移动。

作为优选的，加热罐11的底部高于保温罐21的顶部，连接管路41包括控制阀43，该控制阀43与电气控制单元30信号连接。控制阀43提供切断、接通连接管路41的作用。

第一水位控制装置13包括设于加热罐11内的不同高度的至少两个水位传感器；第二水位控制装置22包括设于保温罐21内的不同高度的至少两个水位传感器。第一水位控制装置13有高低设置的两个，可精确检测加热罐11内水量，进而控制加热罐11内进水时机。

实施例3

本实施例中的饮用水加热系统与实施例2中的饮用水加热系统类似，区别在于，在饮用水加热系统中加入热交换单元50。另外，本实施例中提供一种加热罐11和保温罐21的位置关系，使得加热罐11内水可根据自身重力流动到保温罐21，以控制阀43替代连接管路41上的电控水泵42。

如图3所示，饮用水加热系统还包括热交换单元50，该热交换单元50包括热交换水箱51和设置在热交换水箱51箱体内的热交换管52，进水控制组件16与热交换水箱51内部连通，热交换水箱51与加热罐11连通；保温罐21的出水端与热交换管52第一端对接，热交换管52的第二端为温水出水端53。

为保证本加热系统热效率保持在较高的状态，加热罐11内的热水一部分直接流出供使用者使用，另一部分进入热交换管52，最后流入保温罐21，在此过程中，100℃的水也热交换水箱51内的水进行热交换。其一个优点是，使得通过热交换管52，由温水出水端53流出的水在较低的温度状态，另一个优点是对热交换水箱51内的水进行预热，使得本系统维持在较高的热效率状态。

实施例4

本实施例提供一种饮用水加热控制方法，请参照实施例1-实施例3中提供的饮用水加热系统。

参考如上实施例提供的加热系统，本发明还提供一种饮用水加热控制方法，包括检测加热罐11内水量及检测热罐内水温；检测保温罐21内水量及检测保温罐21内水温；根据加热罐11内水量、水温及保温罐21的水量、水温打开或关闭加热罐11和保温罐21之间的连接管路41。加热罐11和保温罐21单独设置，加热后的水直接进入保温罐21，使得加热罐11内的水一次排空，避免出现阴阳水、千滚水现象的出现，同时保证每部分水均加热一次，保证热效率，避免能源浪费。

根据加热罐11内水量、水温及保温罐21的水量、水温畅通或阻隔加热罐11和保温罐21之间的连接管路41的步骤包括：在加热罐11内水温高于高水温阈值且加热罐11内水量高于高水位阈值时，打开加热罐11和保温罐21之间的连接管路41；在加热罐11内水量低于低水位阈值或保温罐21内水位高于高水位阈值时，关闭加热罐11和保温罐21之间的连接管路41。

方法还包括：在加热罐11内水量低于低水位阈值时，通过进水控制组件16向加热罐11内注水；在加热罐11内水量高于高水位阈值，且水温低于低水温阈值时，通过加热单元10对加热罐11内的水加热，并在加热罐11内的水温达到高水温阈值时，停止对加热罐11内的水加热。本方法通过设动的阈值判定加热罐11或者保温罐21内水量，进而较为准确的判定外部水进入加热罐11的时机，或者加热罐11内的开水进入到保温罐21的时机，以实现节约能源的作用。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种饮用水加热系统，其特征在于：包括加热单元(10)、热水储存单元(20)和电气控制单元(30)；所述加热单元包括加热罐(11)、用于对加热罐(11)内的水进行加热的第一加热装置(12)、用于检测加热罐(11)内水量的第一水位控制装置(13)、用于检测加热罐(11)内水温的第一温度检测装置(14)；所述热水储存单元(20)包括保温罐(21)、用于检测保温罐(21)内水量的第二水位控制装置(22)、输出饮用水的出水控制组件(23)；

所述加热罐(11)和保温罐(21)通过连接管路(41)连通，所述电气控制单元(30)根据第一水位控制装置(13)、第一温度检测装置(14)、第二水位控制装置(22)的信号控制所述连接管路(41)畅通或阻隔。

2.根据权利要求1所述的饮用水加热系统，其特征在于：所述加热罐(11)顶部具有第一排汽装置(15)；所述加热单元(10)还包括进水控制组件(16)，所述进水控制组件(16)根据第一水位控制装置(13)的信号向加热罐(11)内注水。

3.根据权利要求1所述的饮用水加热系统，其特征在于：所述保温罐(21)内具有用于检测保温罐(21)内水温的第二温度检测装置(24)以及用于加热保温罐(21)内饮用水的第二加热装置(25)，所述保温罐(21)的顶部均具有第二排汽装置(26)；所述第二加热装置(25)在第二温度检测装置(24)测得的水温低于预设值时对保温罐(21)内的水进行加热。

4.根据权利要求1所述的饮用水加热系统，其特征在于：所述加热罐(11)的底部不高于所述保温罐(21)的顶部，所述连接管路(41)上具有电控水泵(42)，该电控水泵(42)与所述电气控制单元(30)信号连接。

5.根据权利要求1所述的饮用水加热系统，其特征在于：所述加热罐(11)的底部高于所述保温罐(21)的顶部，所述连接管路(41)包括控制阀(43)，该控制阀(43)与所述电气控制单元(30)信号连接。

6.根据权利要求1所述的饮用水加热系统，其特征在于：所述第一水位控制装置(13)包括设于加热罐(11)内的不同高度的至少两个水位传感器；所述第二水位控制装置(22)包括设于保温罐(21)内的不同高度的至少两个水位传感器。

7.根据权利要求1所述的饮用水加热系统，其特征在于：所述饮用水加热系统还包括热交换单元(50)，该热交换单元(50)包括热交换水箱(51)和设置在热交换水箱(51)箱体内的热交换管(52)，所述进水控制组件(16)与所述热交换水箱(51)内部连通，所述热交换水箱(51)与所述加热罐(11)连通；所述保温罐(21)的出水端与所述热交换管(52)第一端对接，所述热交换管(52)的第二端为温水出水端(53)。

8.一种饮用水加热控制方法，其特征在于：包括

检测加热罐内水量及检测热罐内水温；

检测保温罐内水量及检测保温罐内水温；

根据加热罐内水量、水温及保温罐的水量、水温打开或关闭所述加热罐和保温罐之间的连接管路。

9.根据权利要求8所述的饮用水加热控制方法，其特征在于：根据加热罐内水量、水温及保温罐的水量、水温畅通或阻隔所述加热罐和保温罐之间的连接管路的步骤包括：

在加热罐内水温高于高水温阈值、加热罐内水量处于高于低水位阈值、保温罐内水位低于高水位阈值时，打开所述加热罐和保温罐之间的连接管路；在加热罐内水温达到高水温阈值后，保温罐内水量低于高水位阈值时，打开所述加热罐和保温罐之间的连接管路；在加热罐内水量低于低水位阈值或保温罐内水位高于高水位阈值时，关闭所述加热罐和保温罐之间的连接管路。

10.根据权利要求8或9所述的饮用水加热控制方法，其特征在于：所述方法还包括：

在加热罐内水量低于低水位阈值时，通过进水控制单元向加热罐内注水；

在加热罐内水量高于高水位阈值，且水温低于低水温阈值时，通过加热单元对加热罐内的水加热，并在加热罐内的水温达到高水温阈值时，停止对加热罐内的水加热。