CN107747807A - 一种温度自适应的浴盆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度自适应的浴盆，所述温度自适应的浴盆包括浴盆本体以及设置在浴盆本体内部的温度自适应装置。温度自适应装置包括：温感元件、热电装置、热电整流器、压电装置、压电整流器、电容器组、储能开关、蓄电池组、充电开关、蓄电池电压检测器、控制器、防反二极管、冷热选择开关。通过设置具有压电装置、热电装置、蓄电池等的浴盆本体来实现自动温度协调，使得用户在沐浴的时候不用担心过高或过低的水温，能够在水温过高时迅速降温，在水温过低时迅速升温，且使用安全、可靠、节能环保。

Description

一种温度自适应的浴盆

技术领域

本发明涉及一种洗浴用品，尤其是一种可以自动调节温度进而使得浴盆中水的温度一直符合用户需求的温度自适应的浴盆。

背景技术

在浴盆中洗浴时，如果天气比较寒冷会导致水温的迅速降低，迫使人们不得不匆忙的沐浴，降低了人们的愉快感，尤其是喜欢在浴盆中戏水的儿童，在没有尽情玩够时间时不愿意从浴盆中走出，使得成人需要花费较大的精力来安抚。此外当洗浴的时间比较长时，会导致水温的逐渐下降，而身处其中的人并不会有明显的冷的感觉，因此容易导致人们较长时间的浸泡在凉水中从而引发感冒等疾病。

通常为了保障浴盆中的水温，经常采用电热丝加热的方式来实现水温的恒定。这种方式严重的造成了市电电力资源的浪费，尤其是现在仍然以火电为基础的电力供应的情况下，同时也造成了大量的环境污染以及安全隐患。此外，现有技术中也没有考虑到水温过高的情况，遇到这种情况通常只能采取自然等待的方式，这无疑导致了时间的浪费。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提供了一种温度自适应的浴盆，采用压电、热电效应使得浴盆的温度能够自适应到合适的温度范围，不仅提高了用户体验而且节能环保。

为了达到上述目的，本发明提出了一种温度自适应的浴盆,包括：浴盆本体以及设置在浴盆本体内部的温度自适应装置。

上述温度自适应的浴盆，温度自适应装置包括：温感元件、热电装置、压电装置、蓄电池组、控制器。

上述温度自适应的浴盆，温度自适应装置包括：

位于浴盆本体上中央位置，和浴盆本体与水接触的面直接接触的温感元件，当浴盆本体与水接触时用于实时测量水温，

热电装置，设置在浴盆本体内靠近浴盆与水接触的面的一侧，用于在需要的时刻将热能直接转换为电能，并且在另一时刻将电能直接转换为热能；

热电整流器，与热电装置连接，用于将热电装置输出的电力进行整流；

压电装置，设置在浴盆本体内靠近浴盆与支撑物接触的面的一侧，用于将压力直接转换为电能；

压电整流器，与压电装置连接，用于将压电装置输出的电力进行整流；

电容器组，通过储能开关分别与热电整流器、压电整流器的输出端连接，当储能开关闭合时用于存储热电整流器和压电整流器输出的电力；

电容电压检测器，与电容器组两端连接，用于实时检测电容器组的电压；

蓄电池组，通过充电开关与电容器组的两端连接，当充电开关闭合时用于存储电容器组输出的电力；

蓄电池电压检测器，与蓄电池组两端连接，用于实时检测蓄电池组的电压；

控制器，与温感元件、电容电压检测器、蓄电池电压检测器、充电开关、储能开关连接，接收的数据包括水温、电容器组电压、蓄电池组电压；当电容器组电压低于蓄电池组充电电压下限时，控制器控制储能开关闭合，通过热电装置、压电装置给电容器组充电，当电容器组电压高于蓄电池组充电电压上限时，控制器控制储能开关断开，热电装置、压电装置给电容器组充电的电力回路被断开；当蓄电池组电压低于蓄电池组放电电压下限时，控制器控制充电开关闭合，通过电容器组给蓄电池组充电，当蓄电池组电压高于蓄电池组电压上限时，控制器控制充电开关断开，电容器组给蓄电池组充电的电力回路被断开；

蓄电池组还通过防反二极管、冷热选择开关与热电装置连接，防反二极管保证电力的流向仅为从蓄电池组到热电装置，冷热选择开关包括三个静触点和一个动触点，动触点连接蓄电池组的输出端，第一静触点连接热电装置第一接点，第二静触点连接热电装置第二接点，第三静触点悬空；第一接点是位于热电装置一面的接点，第二接点是位于热电装置另一面的接点；

控制器还与冷热选择开关连接，当水温低于预设温度下限时，控制器控制冷热选择开关的动触点闭合在第一静触点上，通过蓄电池组将电力经由防反二极管、冷热选择开关传输给热电装置，热电装置将放热，从而提高水温；当水温高于预设温度上限时，控制器控制冷热选择开关的动触点闭合在第二静触点上，通过蓄电池组将电力经由防反二极管、冷热选择开关传输给热电装置，热电装置将吸热，从而降低水温；其他情况，控制器控制冷热选择开关的动触点闭合在第三静触点上，断开蓄电池组给热电装置供电的电力回路。

本发明通过设置具有压电装置、热电装置、蓄电池等的浴盆本体来实现自动温度协调，使得用户在沐浴的时候不用担心过高或过低的水温，能够在水温过高时迅速降温，在水温过低时迅速升温，且使用安全、可靠、节能环保。

附图说明

图1是温度自适应的浴盆的结构图。

具体实施方式

实施例一。

如附图1所示的一种温度自适应的浴盆，包括浴盆本体以及设置在浴盆本体内部的温度自适应装置。

温度自适应装置包括：

位于浴盆本体上中央位置，和浴盆本体与水接触的面直接接触的温感元件，当浴盆本体与水接触时用于实时测量水温；将温感元件放置在浴盆本体上，使其能够充分的与水接触，能够更准确的得到水温数据；

热电装置，设置在浴盆本体内靠近浴盆与水接触的面的一侧，用于在需要的时刻将热能直接转换为电能，并且在另一时刻将电能直接转换为热能；将热电装置放置在与水较近的位置可以最大程度的减少热电转换过程中的能量损失，且充分利用了Peltier效应，采用热电材料实现制冷、制热，避免了采用电阻丝可能导致的安全隐患，同时达到了节能环保的效果；

热电整流器，与热电装置连接，用于将热电装置输出的电力进行整流；

压电装置，设置在浴盆本体内靠近浴盆与支撑物接触的面的一侧，用于将压力直接转换为电能；将压电装置放置在浴盆底部，即与支撑面接触的部分，能够最大化其承受的压强，同时避免过高或过低的水温对压电装置转换效率的影响；压电装置的设置不仅利用了水的重量，而且还利用了人体等的重量，提高了电能的输出能力；

压电整流器，与压电装置连接，用于将压电装置输出的电力进行整流；

需要采用不同的整流器来分别转换热电装置和压电装置输出的电力，因为二者输出的电力类型完全不同，热电装置输出的电力是峰值逐渐减小且持续时间较长的电力，而压电装置输出的电力是一个个脉冲的形式，因此，需要针对二者输出电力的具体情况分别设计不同的整流器从而能够最大化的将热电装置和压电装置输出的电力进行高效的转换；

电容器组，通过储能开关与热电整流器、压电整流器的输出端连接，当储能开关闭合时用于存储热电整流器和压电整流器输出的电力；先采用电容器组将零散的电力存储起来，避免了直接连接蓄电池组时对蓄电池组的频繁充电导致的急剧减少的电池寿命；

电容电压检测器，与电容器组两端连接，用于实时检测电容器组的电压；

蓄电池组，通过充电开关与电容器组的两端连接，当充电开关闭合时用于存储电容器组输出的电力；由于采用电容器组仅通过充电开关直接向蓄电池组充电的技术，需要电容器组和蓄电池组在电压、电流等级方面实现一致，从而保障蓄电池组充电过程的安全、可靠；

蓄电池电压检测器，与蓄电池组两端连接，用于实时检测蓄电池组的电压；

控制器，与温感元件、电容电压检测器、蓄电池电压检测器、充电开关、储能开关连接，接收的数据包括水温、电容器组电压、蓄电池组电压；当电容器组电压低于蓄电池组充电电压下限时，控制器控制储能开关闭合，通过热电装置、压电装置给电容器组充电，当电容器组电压高于蓄电池组充电电压上限时，控制器控制储能开关断开，热电装置、压电装置给电容器组充电的电力回路被断开；当蓄电池组电压低于蓄电池组放电电压下限时，控制器控制充电开关闭合，通过电容器组给蓄电池组充电，当蓄电池组电压高于蓄电池组电压上限时，控制器控制充电开关断开，电容器组给蓄电池组充电的电力回路被断开；考虑到对蓄电池组的充电的安全性能，需要保证电容器组的电压在蓄电池组的可承受范围内，即蓄电池组充电电压下限和蓄电池组充电电压上限之间；且为了避免电池过放，需要在蓄电池组电压达到蓄电池组放电电压下限时及时补充蓄电池组的电力，而设置蓄电池组电压上限是为了避免了过充、过热等现象，通常蓄电池组充电电压上限与蓄电池组电压上限是不同的，且前者大于后者；

蓄电池组还通过防反二极管、冷热选择开关与热电装置连接，防反二极管保证电力的流向仅为从蓄电池组到热电装置，冷热选择开关包括三个静触点和一个动触点，动触点连接蓄电池组的输出端，第一静触点连接热电装置第一接点，第二静触点连接热电装置第二接点，第三静触点悬空；第一接点是位于热电装置一面的接点，第二接点是位于热电装置另一面的接点；采用热电材料应用Peltier效应，即电流通过两个不同导体形成的接点时，接点处会发生放热或吸热现象，使得同一个装置能够实现制冷、制热两种功能；

控制器还与冷热选择开关连接，当水温低于预设温度下限时，控制器控制冷热选择开关的动触点闭合在第一静触点上，通过蓄电池组将电力经由防反二极管、冷热选择开关传输给热电装置，热电装置将放热，从而提高水温；当水温高于预设温度上限时，控制器控制冷热选择开关的动触点闭合在第二静触点上，通过蓄电池组将电力经由防反二极管、冷热选择开关传输给热电装置，热电装置将吸热，从而降低水温；其他情况，控制器控制冷热选择开关的动触点闭合在第三静触点上，断开蓄电池组给热电装置供电的电力回路。

实施例二。

在另一实施例中，控制器还可以与热电整流器、压电整流器之一或者二者连接，通过pwm控制mosfet等类型的电子开关管实现可控整流，进而进一步针对热电装置、压电装置输出电力的特征来提高整流器输出的电能质量，从而保障电容工作环境的安全、可靠。

电容器组、蓄电池组可以是采用串联连接形式的多个电容器、蓄电池，并联连接形式的多个电容器、蓄电池，串并联连接形式的多个电容器、蓄电池，从而满足输出电力电能质量的需求。

实施例三。

本实施例给出了另一种温度自适应的浴盆，包括浴盆本体以及设置在浴盆本体内部的温度自适应装置；

温度自适应装置包括：

位于浴盆本体中央位置，和浴盆本体与水接触的面直接接触的温感元件，当浴盆本体与水接触时用于实时测量水温，

热电装置，设置在浴盆本体内靠近浴盆与水接触的面的一侧，用于在需要的时刻将热能直接转换为电能，并且在另一时刻将电能直接转换为热能；

热电整流器，与热电装置连接，用于将热电装置输出的电力进行整流；

压电装置，设置在浴盆本体内靠近浴盆与支撑物接触的面的一侧，用于将压力直接转换为电能；

压电整流器，与压电装置连接，用于将压电装置输出的电力进行整流；

电容器组，通过储能开关与热电整流器、压电整流器的输出端连接，当储能开关闭合时用于存储热电整流器和压电整流器输出的电力；

电容电压检测器，与电容器组两端连接，用于实时检测电容器组的电压；

蓄电池组一，一端连接电容器组的一端，另一端连接充电自动选择开关的第一静触点；蓄电池组二，一端连接电容器组的一端，另一端连接充电自动选择开关的第二静触点；充电自动选择开关的动触点连接电容器组的另一端；当充电自动选择开关的动触点连接其第一静触点时，蓄电池组一存储电容器组输出的电力，当充电自动选择开关的动触点连接其第二静触点时，蓄电池组二存储电容器组输出的电力；设置两个蓄电池组能够提高电能供应的可靠性以及电池的寿命，因为当蓄电池组一放电时，蓄电池组二可以充电，当蓄电池组一因为电量低而无法放电时，蓄电池组二即可以放电，进而蓄电池组一充电，这样可以使得蓄电池组一直放电到电量低而不需要考虑到为了保障负载需求在没有放完电的时候充电；

蓄电池电压检测器，分别与蓄电池组一、二的两端连接，用于实时检测蓄电池组一、二的电压；

控制器，与温感元件、电容电压检测器、蓄电池电压检测器、充电自动选择开关、储能开关、蓄电池组一、蓄电池组二连接，接收的数据包括水温、电容器组电压、蓄电池组一、二电压；控制器检查蓄电池组一、二的工作状态，即是否处于放电状态；当电容器组电压低于蓄电池组充电电压下限时，控制器控制储能开关闭合，通过热电装置、压电装置给电容器组充电，当电容器组电压高于蓄电池组充电电压上限时，控制器控制储能开关断开，热电装置、压电装置给电容器组充电的电力回路被断开；当某一蓄电池组电压低于蓄电池组放电电压下限且该蓄电池组不处于放电状态时，控制器控制充电自动选择开关的动触点闭合到相应静触点，通过电容器组给该蓄电池组充电，当该蓄电池组电压高于蓄电池组电压上限时，控制器控制充电开关断开，电容器组给该蓄电池组充电的电力回路被断开；采用同种类型的电池以及结构形成蓄电池组一、二，以保证二者具有同样或近似相等的蓄电池组充电电压上、下限，蓄电池组放电电压下限，蓄电池组电压上限。

蓄电池组一还通过第一防反二极管、第一冷热选择开关与热电装置连接，第一防反二极管保证电力的流向仅为从蓄电池组一到热电装置，第一冷热选择开关包括三个静触点和一个动触点，动触点连接蓄电池组一的输出端，第一静触点连接热电装置第一接点，第二静触点连接热电装置第二接点，第三静触点悬空；第一接点是位于热电装置一面的接点，第二接点是位于热电装置另一面的接点；

蓄电池组二还通过第二防反二极管、第二冷热选择开关与热电装置连接，第二防反二极管保证电力的流向仅为从蓄电池组二到热电装置，第二冷热选择开关包括三个静触点和一个动触点，动触点连接蓄电池组二的输出端，第一静触点连接热电装置第一接点，第二静触点连接热电装置第二接点，第三静触点悬空；第一接点是位于热电装置一面的接点，第二接点是位于热电装置另一面的接点；

控制器还与冷热选择开关连接，当水温低于预设温度下限时，控制器控制冷热选择开关的动触点闭合在第一静触点上，通过蓄电池组将电力经由防反二极管、冷热选择开关传输给热电装置，热电装置将放热，从而提高水温；当水温高于预设温度上限时，控制器控制冷热选择开关的动触点闭合在第二静触点上，通过蓄电池组将电力经由防反二极管、冷热选择开关传输给热电装置，热电装置将吸热，从而降低水温；其他情况，控制器控制冷热选择开关的动触点闭合在第三静触点上，断开蓄电池组给热电装置供电的电力回路；

控制器控制第一、二冷热选择开关闭锁，即第一、二冷热选择开关不能同时连通电力回路，进而保证同时仅有一个蓄电池组提供电力，而另一个蓄电池组可以存储电容器组的电力进而提高了电池寿命以及供电可靠性。控制器检查蓄电池组一、二是否处于放电状态可以通过检查第一、二冷热选择开关的工作状态得知。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种温度自适应的浴盆，其特征在于，包括浴盆本体和设置在浴盆本体内部的温度自适应装置。

2.根据权利要求1所述的温度自适应的浴盆，其特征在于：温度自适应装置包括：温感元件、热电装置、压电装置、蓄电池组、控制器。

3.根据权利要求2所述的温度自适应的浴盆，其特征在于：温度自适应装置还包括整流器。

4.根据权利要求3所述的温度自适应的浴盆，其特征在于：控制器与整流器连接。

5.根据权利要求4所述的温度自适应的浴盆，其特征在于：整流器采用电子开关管。

6.根据权利要求5所述的温度自适应的浴盆，其特征在于：采用锂离子电池形成蓄电池组。

7.根据权利要求6所述的温度自适应的浴盆，其特征在于：将多个锂离子电池串联形成蓄电池组。

8.根据权利要求6所述的温度自适应的浴盆，其特征在于：将多个锂离子电池串联后形成锂离子电池串，将多个锂离子电池串并联形成蓄电池组。