CN107763841B - 热水器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热水器及其控制方法,该热水器包括:能够装水和气体的内胆,在所述内胆内能够进行气液混合;用于对所述内胆中的水进行加热的加热件;能够为所述内胆中的气体和水进行气液混合提供预定压力的增压源,所述内胆上部存储有预定容积的气体,所述内胆上设置有能与所述增压源连通的第一管,经所述增压源增压后的水能够通过所述第一管导入所述内胆存储有气体的区域中,与所述气体进行气液混合。本发明提供的一种热水器,能够在内胆中实现气液混合,生成微气泡水供用户使用,不仅能节水环保,而且所述微气泡水具有较强的清洁性能,从而大大提高了用户的使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及热水器领域,特别涉及一种热水器及其控制方法。
背景技术
目前国内热水器产品主要有电热水器、燃气热水器、太阳能热水器和空气能热水器等。其中,热水器领域主要是以传统的电热水器和燃气热水器为主导。
进一步的,电热水器按加热功率分为储水式、即热式和速热式三种。其中,储水式热水器和即热式热水器使用较为广泛。其中,储水式电热水器通常设置有用于储水的内胆,其具有功率较小,干净卫生,安全可靠的优点,但使用热水需要一定的预热时间,因此适合人口较少的家庭使用。
随着人们生活水平的日益提高,人们对热水器的要求也越来越高。例如,用户对热水器使用要求除了安全可靠的基本要求之外,还提出了节水环保、舒适健康等进一步的要求。
因此,有必要对目前的热水器进行改进,以较佳地满足用户使用要求,提高用户的使用体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种热水器及其控制方法,能够在内胆中实现气液混合,以生成微气泡水供用户使用,不仅能节水环保,而且清洁性能强,大大提高了用户的使用体验。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现:
一种热水器,包括:
能够装水和气体的内胆,在所述内胆内能够进行气液混合;
用于对所述内胆中的水进行加热的加热件;
能够为所述内胆中的气体和水进行气液混合提供预定压力的增压源。
一种热水器的控制方法,所述方法包括:
连通进气路径和排液路径,将气体自所述进气路径输入到内胆中,且将所述内胆内的水经所述排液路径排出,对所述内胆进行排水补气;
当所述内胆的液位降至预定液位时,关闭所述进气路径和排液路径,连通第一管、增压源及供水管路,将水自所述第一管导入到所述内胆存储有气体的区域,并与内胆中的气体进行气液混合,同时增压源对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力。
由以上本申请实施方式提供的技术方案可见,本申请实施方式中所述的热水器,在现有的内胆、加热件的基础上,利用内胆加热承压的特点,向内胆上部存储气体的区域导入压力水可以实现在内胆中气液混合。也就是说,本申请巧妙地利用了现有的内胆结构,实现了在承压内胆中进行气液混合,以制备微气泡水供给给用户。由于相同的流量下,供给给用户的水中掺入了空气,能够有效地节省水的使用量;另外,所述微气泡水相对于普通的水而言具有较佳的清洁性能、物理杀菌功能,因此,大大提高了用户的使用体验。
附图说明
图1是本申请实施方式中提供的一种热水器的结构示意图;
图2A是本申请实施方式中提供的一种第一管的变截面积部的截面示意图;
图2B是本申请实施方式中提供的另一种第一管的变截面积部的截面示意图;
图2C是本申请实施方式中提供的又一种第一管的变截面积部的结构示意图;
图2D是本申请实施方式中提供的又一种第一管的变截面积部的结构示意图;
图3A是本申请实施方式中提供的一种压力调节装置的结构示意图;
图3B是本申请实施方式中提供的一种压力调节装置的结构示意图;
图4是本申请实施方式中提供的一种热水器的结构示意图;
图5是本申请实施方式中提供的一种热水器的结构示意图;
图6是本申请实施方式中提供的一种热水器的结构示意图;
图7是本申请实施方式中提供的一种热水器的结构示意图;
图8是本申请实施方式中提供的一种带双胆的热水器的结构示意图;
图9是本申请实施方式中提供的一种热水器的结构示意图;
图10是本申请实施方式中提供的一种热水器结构示意图;
图11是本申请实施方式中提供的一种热水器结构示意图;
图12是本申请实施方式中提供的一种热水器结构示意图;
图13是本申请实施方式中提供的一种热水器结构示意图;
图14是本申请实施方式中提供的一种热水器的控制方法的步骤流程图;
图15是本申请实施方式中提供的一种热水器的控制方法的步骤流程图。
附图标记说明:
加热件-1;内胆-2;第一内胆-2A;第二内胆-2B;第一管-21;第二管-22;第三管-23;第四管-24;第一端口-210;变截面积部-211;第二端口-220;第三端口-230;第四端口-240;分界面-201;第一开关单元-91;第二开关单元-92;第三开关单元-93;文丘里结构-20;进气管-25;增压装置-3;压力调节装置-4;第一控制阀-5;第二控制阀-6;第三控制单元-7;温度调节装置-8;冷水管-81。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例,对本发明的技术方案作详细说明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。
需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种热水器,能够在内胆中实现气液混合,以生成微气泡水供用户使用,不仅能节水环保,还能提高水的清洁性能,大大提高了用户的使用体验。所述热水器可以应用在现有的任意一种带内胆的热水器中。
请结合参阅图1,本申请实施方式中提供的一种热水器可以包括:能够装水和气体的内胆2,在所述内胆2内能够进行气液混合;用于对所述内胆2中的水进行加热的加热件1;能够为所述内胆2中的气体和水进行气液混合提供预定压力的增压源。
在本实施方式中,所述加热件1能用于对内胆2中的水进行加热,当然,当所述内胆2中形成有气体和液体的混合物时,其也可以对该气液混合物加热。所述加热件1的形式可以根据实际的使用场景的不同而不同,本申请中在此并不作具体的限定。例如,当所述热水器为储水式电热水器时,所述加热件1可以为电加热棒。所述电加热棒一端可以固定在内胆2上,另一端向内胆2的水中延伸。所述电加热棒与内胆2中的水接触,其电加热产生的热能传递给内胆2中的水后,能将内胆2内的水加热。
在本实施方式中,所述内胆2可以用于装水、气体以及水与气体形成的混合物等。具体的,所述内胆2的形式可以为横式内胆也可以为竖式内胆等,本申请在此并不作具体的限定。所述内胆2整体上可以为中空的圆柱型壳体。当然,所述内胆2还可以为其他形状,本申请在此并不作具体的限定。
在本实施方式中,所述增压源可以为导入内胆2的水与内胆2中的气体进行气液混合提供预定压力。具体的,所述增压源可以包括下述中的至少一种:与内胆2连接并且能够对流入内胆2内的水提供预定压力的增压装置3、具有预定压力的水等。当所述增压源为增压装置3时,所述增压装置3与所述内胆2相连通,所述增压装置3为注入所述内胆2中的水和气中的至少一个施加预定压力。其中所述预定压力的水可以为压力为0.1兆帕以上的水。
在一个实施方式中,所述内胆2为承压内胆,所述内胆2的胆压范围为:0.1兆帕至3.0兆帕之间。
在本实施方式中,在所述内胆2中可以通过增压装置3提供注入内胆2中的水或气中的至少一个提供预定压力,实现气液混合,以实现制备微气泡水,因此,所述内胆2需要承受一定的压力。除此之外,由于内胆2中水温的变化,热胀冷缩的影响也会需要内胆2具有一定的承压能力。综上而言,与所述增压装置3相连通的内胆2在使用时需要承受预定的压力。具体的,所述压力的范围可以为0.1兆帕至3.0兆帕之间。其中,所述压力的上限值3.0为所述内胆2所能承受的极限压力。当然,随着内胆2材质、形状、构造等的不同,所述内胆2能够承受的极限压力并不限于3.0兆帕,本申请在此并不作具体的限定。
在本实施方式中,当所述内胆2中的水被加热件1加热时,基于热胀冷缩的原理,随着温度的升高,所述内胆2中的压力也会升高。例如,当所述增压装置3为水泵时,所述内胆2处于制备微气泡水的状态下,除了与水泵连通的进水管向内胆2中提供带有压力的水之外,内胆2其他与外界能连通的开口都处于封闭状态。如此,所述内胆2处于预定的压力下,压力水进入所述内胆2,可以与内胆2中的气体混合,实现制备微气泡水。
在一个实施方式中,气液混合前,可以先对所述内胆2中的水进行加热。当所述内胆2中的水在被加热后,会提高内胆2中的压力,相当于在增压装置3开启前,所述内胆2中就形成了预压。由于该预压能够为所述内胆2中的气和水混合提供所需的压强,因此,可以降低所述增压装置3所需提供的压力。
在一个实施方式中,所述内胆2上部存储有预定容积的气体,所述内胆2上设置有能与所述增压源连通的第一管21,经所述增压源增压后的水能够通过所述第一管21导入所述内胆2存储有气体的区域中,与所述气体进行气液混合。
在本实施方式中,所述内胆2上部预定空间存储有用于进行气液混合的预定容积的气体。其中,所述预定容积的大小可以根据内胆2的容积等不同而进行适应性调整,具体的,本申请在此并不作具体的限定。例如,该预定容积可以为3升至4升。
一般的,所述内胆2中,在气体与液体之间存在一个分界面201。当增压后的水通过第一管21导入内胆2存储有气体的空间时,水与内胆2上部的空气进行扰动,水和空气进行气液混合。被扰动的空气随着导入的水进入分界面201以下的液体中时,可以进一步与分界面201附近的水进行气液混合。
具体的,所述第一管21可以整体为中空的管体结构,其具有相对的两端,一端可以与所述增压装置3的输出端相连接,另一端可以位于内胆2中。进一步的,所述第一管21具有伸入所述内胆2的第一端口210,所述第一管21的第一端口210位于或接近所述内胆2存储有气体的区域。也就是说,所述第一端口210的高度可以略高于所述分界面201或者与所述分界面201齐平。当增压装置3将流体驱入所述第一管21时,可以直接从所述第一端口210流出,与内胆2上部的气体进行气液混合。此外,例如当所述增压源提供给水的驱动力足够时,所述第一端口210的高度可以略低于所述分界面201,带压流体能够从所述第一端口210喷射出,进入混合空间1进行气液混合。
该第一管21的个数可以为一个也可以为多个,本申请在此并不作具体的限定。此外,所述第一管21也可以作为热水器的进水管或出水管。
此处需要说明的是:本实施方式中所举例的第一管21主要是针对穿设在内胆2底部的场景,至于其他的场景,例如第一管21穿设在内胆2顶部或者侧壁的实施方式,所属领域技术人员可以在本申请穿设在内胆2底部的场景而适应性调整,本申请在此不再赘述,但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。
在本实施方式中,所述内胆2上可以设置有第一管21,还可以设置有第二管22。所述第二管22具有伸入所述内胆2的第二端口220。所述第一端口210与所述第二端口220所在高度可以相同,也可以不同。其中,所述第一管21、第二管22分别与所述内胆2相连通,其中一根可以用于进水,另一根可以用于出水。
此外,所述第二管22的个数可以为一个也可以为多个,本申请在此并不作具体的限定.其中,所述第二管22在所述内胆2上的位置可以为穿设在其底部,也可以为设置在其他位置,本申请在此并不作具体的限定。
一般的,内胆2中的水在没有外界扰动的情况下,水温沿着重力方向由高到低分层分布。为了保证内胆2中的热水能够被充分利用,特别是在内胆2中整体水温较低时,为了保证相对位置较高的热水能够被利用,可以使所述第一管21伸入所述内胆2的第一端口210与所述第二管22伸入所述内胆2的第二端口220高度不同。具体的,可以使用于进水的进水管与内胆2连通的端口位置较低,而使用于出水的出水管与内胆2连通的端口位置较高,如此,当冷水从进水管进入后能够将上部的热水从出水管中排出,达到最大化地利用内胆2中的热量。
请参阅图1,进一步的,为了提高气液混合的效果,所述第一管21与内胆2连通的第一端口210处设有射流结构。该射流结构可以将第一管21中导入流体的进行增压,从而使所述内胆2中的气体与流体进行气液混合时达到较佳的混气效果。
请参阅图2A至2D,具体的,所述射流结构可以为在所述第一管21的第一端口210处形成的变截面积部211。所述变截面积部211的截面积整体上小于所述第一管21管体的截面积。
如图2A所示,所述变截面积部211可以为在所述第一管21的第一端口210处形成的椭圆形开口。
或者,如图2C所示,所述变截面积部211可以为在所述第一管21的第一端口210处形成的孔径小于所述第一管21管体孔径的圆形开口。
或者,如图2B所示,所述变截面积部211可以为在所述第一管21的第一端口210处形成的十字型开口。
或者,如图2D所示,所述第一端口210为封闭端,所述变截面积部211可以为在所述第一管21靠近所述第一端口210的管壁上形成的多个开孔。
此外,所述变截面积部211还可以其他形式,本申请在此并不作具体的限定,所属领域技术人员在本申请的技术精髓启示下,还可能做出其他的变更,但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。
在本实施方式中,所述增压装置3可以与所述内胆2相连通,所述连通可以为所述增压装置3与所述内胆2直接相连接实现的连通,或者可以为通过中间连通管路实现的两者的连通。所述增压装置3可以为注入所述内胆2中的水和气中的至少一个施加预定压力。具体的,所述增压装置3的形式可以为水泵或者气泵,当然还可以为其他能够实现增压功能的装置,本申请在此并不作具体的限定。
当需要在所述内胆2进行气液混合,以制备微气泡水时,所述增压装置3能提供内胆2制备微气泡水时,气和水混合所需的压强。本申请所述的热水器通过与所述内胆2相连通的增压装置3,为注入所述内胆2中的水和气中的至少一个施加预定压力,从而在内胆2中实现气液混合,以制备微气泡水供给给用户。
所述微气泡是指尺寸在几个或者几十个微米的气泡。微气泡的表面在水中带有微弱的负电荷,能够吸附油脂、蛋白质等物质,从而将它们带离皮肤和毛发等。当使用带微气泡的微气泡水进行洗浴时,每分钟有大量的微小气泡可以深入到毛发根部等原本难以清理的部位,将堆积在这里的,例如皮脂、油脂等污垢彻底清除。
此外,所述微气泡水还具有独特的杀菌的作用。具体的,所述微气泡水的杀菌过程包括吸引与杀灭两个过程,所述微气泡带有静电,其可以吸附水体中的细菌与病毒;然后,随着气泡的破裂,于气泡周围激发大量的自由基及破裂所产生的超高温高压,把吸附的细菌病毒杀死。上述杀灭的过程是一个完全的物理杀灭过程,与常规的消毒杀菌法有着本质的区别,所以相对于常规的化学杀菌而言更环保健康。
综上,本申请实施方式中所述的热水器,通过与所述内胆2相连通的增压源,为注入所述内胆2中的水和气中的至少一个施加预定压力,无需增设新的结构,通过合理控制内胆2中排水补气和进压力水的顺序,即可在承压内胆2中实现气液混合,以制备微气泡水供给给用户。由于相同的流量下,供给给用户的水中掺入了空气,能够有效地节省水的使用量;另外,所述微气泡水相对于普通的水而言具有较佳的清洁性能、物理杀菌功能,因此,大大提高了用户的使用体验。
在一个实施方式中,所述热水器还包括设置在所述内胆2下游的压力调节装置4。
在本实施方式中,所述压力调节装置4用于将内胆2至所述压力调节装置4之间的压力维持在预定的范围内。所述预定压力为内胆2中气液混合所需的压力,有利于微气泡的生成和维持。具体的,所述压力调节装置4的形式可以为压力调节阀中的一种,例如自力式压力调节阀;也可为液压压力控制阀,例如溢流阀;也可以为压力可以控制的电子膨胀阀、热力膨胀阀等,或者还可以为其他形式,本申请在此并不作具体的限定。
在一个具体的实施方式中,所述压力调节装置4具有相对的入口端和出口端,其内部设置有压力调节机构,使所述入口端的压力大于所述出口端的压力。
当压力较高的气液混合物流经所述压力调节装置4时,在所述压力调节装置4的调节作用下,气液混合物的压力被迅速降低,从而使得气液混合物中的气体体积变大,形成微气泡混合在水中,即为微气泡水。
具体的,压力调节装置4沿着流体流动的方向上至少形成有流通截面积逐级或突变的节流机构,即该压力调节机构可以为节流结构。利用该节流机构可快速降压,实现释气。
请参阅图3A,例如在沿着流体流动的方向上,设置有至少一级变孔径结构,该压力调节装置4包括一个中空的管体,其管体内设置有至少一个节流部件。该节流部件可以为孔径小于该管体内径的结构。此外,在所述节流板上沿着流体流动方向上可以依次开设有开孔个数依次增多的流通孔,使得整体上沿着流体流动方向上,流通截面积逐级增大。流体流经该节流机构时,由于流通截面积突然变小,其流体的压力会相应增大,从而能实现压力维持的功能。
请参阅图3B,所述压力调节装置4还可以设置有流通截面积变化的背压弹簧,或者其他节流机构,本申请在此不作具体的限定。所属领域技术人员在本申请的技术精髓启示下,还可能做出其他的变更,但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。
在一个具体的实施方式中,所述增压装置3为水泵,所述水泵设置在所述内胆2的上游,当所述水泵开启运行时,所述压力调节装置4能将所述水泵至所述压力调节装置4之间的压力维持在0.1兆帕以上。
在本实施方式中,所述水泵可以设置在所述内胆2的上游,当所述增压装置3开启运行时,设置在所述内胆2下游的压力调节装置4能够控制所述水泵至所述压力调节装置4之间的压力在预定压力范围内。具体的,所述压力调节装置4的控制原理可以根据所述压力调节装置4的具体结构的不同而不同,本申请在此并不作具体的限定。
其中,所述预定压力范围可以为0.1兆帕以上。当通过所述压力调节装置4控制所述水泵至所述压力调节装置4之间的压力在0.1兆帕以上时,所述预定压力为内胆2中气液混合所需的压力,有利于微气泡的生成和维持。具体的,一方面当所述压力在在0.1兆帕以上时,有利于更多的空气溶解在水中,形成溶度较大的微气泡水;另一方面,有利于所述微气泡水在管路中流动时,维持微气泡水的状态,防止水中的气泡逐渐变大。
当然,所述预定压力的范围也并不限于上述列举,所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下,还可以做出其他的变更,但只要其实现的功能和达到的效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。
在一个实施方式中,所述热水器还包括:能与所述增压源连通的供水路径;能与所述内胆2连通的供气单元,所述供气单元能与所述内胆2连通构成进气路径;能与所述内胆2连通的排液路径。
具体的,所述热水器可以设置有能与供水端连通的供水管路,所述供水管路与所述第一管21或第二管22连通能形成所述供水路径。所述热水器还可以设置有能够和用水终端连通的出水管路,所述出水管路与所述第一管21或第二管22连通能形成出水路径。
所述内胆2设置有与其连通的供水管路和供气单元,所述第一管21或第二管22能与所述供水管路和/或所述供气单元连通,所述增压装置3与所述供水管路和/或所述供气单元连通。
在本实施方式中,所述内胆2可以设置有能与其连通的供水管路和供气单元。所述供水管路中可以流通有水。具体的,所述供水管路可以为与自来水进水端连通的管路。所述供气单元中可以流通有气体。一般的,所述气体可以为空气,当然所述气体并不限于空气,本申请在此并不作具体的限定。所述供气单元可以通过独立的管路与所述内胆2连通,也可以设置在所述供水管路上或者增压装置3上。例如,所述供气单元可以为设置在所述供水管路上或者所述增压装置3上的进气结构,如文丘里结构等,从而可以减少内胆2上不必要的开口,提高内胆2的密闭时的可靠性。
当所述供气管路通过所述第一管21、第二管22中的至少一个与所述内胆2相连通时,所述供气管路能够通过所述第一管21、第二管22中的至少一个向所述内胆2中充入气体。上述充入的气体可以作为气液混合制备微气泡水时所需的气体。
当所述供水管路通过所述第一管21、第二管22中的至少一个与所述内胆2相连通时,所述供水管路能够通过所述第一管21、第二管22中的至少一个向所述内胆2中注入水。在本实施方式中,所述增压装置3与所述供水管路、所述供气单元中的至少一个相连通,以为注入所述内胆2中的水和气中的至少一个施加预定压力,在内胆2中实现气液混合,以制备微气泡水。
在一个具体的实施方式中,所述增压装置3与所述供气管路连通,所述增压装置3为气泵。
在本实施方式中,当所述增压装置3与所述供气管路连通时,能为注入内胆2中的气体增压,以便提供内胆2中气、水混合时所需的压力。具体的,所述增压装置3可以为气泵。当所述气泵开启运行时,所述气泵可以为流经其的气增压,即在所述内胆2制备微气泡水时,所述气泵能提供气和水混合时所需的压力。
在一个具体的实施方式中,所述增压装置3与所述供水管路相连通,所述增压装置3为水泵。
在本实施方式中,当所述增压装置3与供水管路相连通时,能为注入内胆2中的水增压,以便提供内胆中气、水混合时所需的压力。具体的,所述增压装置3可以为水泵。当所述水泵开启运行时,所述水泵可以为流经其的水增压,即在所述内胆2制备微气泡水时,所述水泵能提供气和水混合所需的压力。此外,所述水泵也可以作为热水器水循环的动力装置。
当所述增压装置3为水泵时,且所述供水管路与所述供气单元能相连通时,所述增压装置3既可以为所述供水管路相连通,也能与所述供气单元相连通。当所述增压装置3与所述供气单元相连通时,其可以用于加快管路中流体的流动速度。当所述增压装置3与所述供水管路相连通时,其能提供气和水混合所需的压力。
在一个实施方式中,所述增压装置3可以为水泵,所述水泵包括第一水泵和第二水泵,所述第二水泵与所述第一水泵通过串联或并联的方式连接。
在本实施方式中,所述增压装置3的具体形式可以为水泵。具体的,所述水泵的个数可以为2个或2个以上,本申请在此并不作具体的限定。例如所述水泵可以包括第一水泵和第二水泵,所述第一水泵与所述第二水泵可以通过并联或者串联的方式进行连接。
其中,当所述热水器所需的压力较大时,可以选择将所述第一水泵和所述第二水泵以串联的方式相连接。所述第一水泵、第二水泵相串联时所能提供的压力相对于单个水泵所能提供的压力而言有较大幅度地提高,从而可以满足所述热水器的压力需求。
其中,当所述热水器所需的流量较大时,可以选择将所述第一水泵和所述第二水泵以并联的方式相连接。所述第一水泵、第二水泵相并联时所能提供的流量相对于单个水泵所能提供的流量而言有较大幅度地提供,从而可以满足所述热水器的流量需求。
此外,一般的,所述热水器需要设置在外壳中,在所述外壳空间一定的情况下,所述两个小的水泵能够灵活利用外壳中的零散空间,也可以在一定程度上缩小热水器的整体占用空间。
在一个实施方式中,所述内胆2设置有与其连通的供水管路和供气单元,所述增压装置3能与所述供水管路相连通;所述热水器至少具有对内胆2排水补气的第一状态和在内胆2中气液混合的第二状态;在所述第一状态下,所述供气单元与所述内胆2相连通,以将所述内胆2中的预定水量排出;在所述第二状态下,所述内胆2与所述供水管路相连通,所述增压装置3为通过所述供水管路注入所述内胆2中的水和所述第一状态下注入的气增压,从而将所述注入的水与所述第一状态注入的气充分混合。
在本实施方式中,所述内胆2可以设置有能与其连通的供水管路和供气单元。所述供水管路中可以流通有水。具体的,所述供水管路可以为与自来水进水端连通的管路。所述供气单元中可以流通有气体。一般的,所述气体可以为空气,当然所述气体并不限于空气,本申请在此并不作具体的限定。所述供气单元可以通过独立的管路与所述内胆2连通,也可以设置在所述供水管路上或者增压装置3上。例如,所述供气单元可以为设置在所述供水管路上或者所述增压装置3上的进气结构,如文丘里结构等,从而可以减少内胆2上不必要的开口,提高内胆2密闭时的可靠性。所述增压装置3可以与所述供水管路相连通,以为注入所述内胆2中的水施加预定压力。
在所述第一状态下,所述供气单元与所述内胆2相连通,以将所述内胆2中的预定水量排出。一般的,除了在内胆2顶部留有供内胆2中的水因热胀冷缩带来的体积变化所需的空间外,内胆2中预留空间以下都贮存有水。其中,当所述供气单元与所述内胆2相连通时,随着供气单元不断地向内胆2中提供制备微气泡水所需的气体,所述内胆2中的水可以通过与排水管路相连通的开口排出。所述预定水量大小具体可以根据内胆2实际的大小,微气泡水所需的量、浓度等的不同而不同,本申请在此并不作具体的限定。
其中,实际排出的水量的控制可以根据水位信号或者实时的流量统计来控制。例如,可以在所述内胆2中设置有水位感应件,当内胆2中的水达到预定水位时,可以将内胆2与所述排水管路断开,并停止供气单元供气。具体的,所述水温感应件可以为独立设置在所述内胆2中的水温测试探头,也可以利用内胆2中的设置的电子阳极等,当然还可以为其他形式,本申请在此并不作具体的限定。
在所述第二状态下,所述内胆2可以与所述供水管路相连通,所述增压装置3为通过所述供水管路注入所述内胆2中的水增压,以将所述注入的水与所述第一状态注入的气相混合。在一种情况下,当用户没有打开用水终端进行用水时,所述内胆2仅与所述供水管路相连通,即其他与内胆2连通的开口都处于封闭状态。由于所述内胆2仅与增压装置3连通的供水管路相连通,在所述增压装置3增压作用下,其本身需要承受一定的压力,该压力能够保证压力水和气能够在所述带压内胆2中实现气液混合。具体的,在所述带压内胆2中进行气液混合时,所述增压装置3为所述供水管路注入所述内胆2中的水增压,带有预定压力的水通过供水管路注入带压内胆2中,实现与气的充分混合,以制备微气泡水。其中,所述预定压力的水的压力可以为0.1兆帕以上。当用户打开用水终端时,所述内胆2可以与用水终端相连通。此时,在所述压力调节装置4压力维持的作用下,向所述内胆2中注入的压力水可以进一步与所述第一状态下注入的气体进行混合,以制备微气泡水。
在一个实施方式中,所述热水器可以设置有进气结构,所述进气结构设置在所述水泵上或者设置在所述水泵上游的供水管路上。在本实施方式中所述增压装置可以为水泵,其能够与所述供水管路和供气单元相连通。在本实施方式中,所述进气结构可以设置在所述水泵上或者设置在所述水泵上游的供水管路上。当处于对内胆2排水补气的第一状态时,所述进气结构一方面与外界相连通,另一方面可以与所述水泵、供水管路相连通,当所述水泵打开时,能够通过所述供气单元将空气快速导入内胆2中。
具体的,所述进气结构可以为文丘里结构,以便于当作为增压装置3的水泵与所述进气结构连通时,能够在所述进气结构处形成负压,将空气快速吸入。当然,所述进气结构并不限于上述举例,本申请在此并不作具体的限定。
在一个实施方式中,所述供气单元或供水管路至少部分共用。在所述进气结构上设置有控制空气流通的第一开关单元91,所述进气结构上游的供水管路上设置有控制水流通的第二开关单元92。
在本实施方式中,所述进气结构可以设置在所述水泵的上游,在所述进气结构上可以设置有能控制气体通断的第一开关单元91。在所述第一开关单元91的上游的供水管路上还可以设置有能控制水通断的第二开关单元92。具体的,所述第一开关单元91或第二开关单元92可以为控制阀的结构。具体的,所述控制阀的具体形式本申请在此并不作具体的限定。
当处于对内胆2排水补气的第一状态下时,所述第一开关单元91处于打开状态,所述第二开关单元92处于关闭状态,在所述水泵的作用下,气体能快速地流经所述供气单元、供水管路,进入所述内胆2中,实现高效地排水补气。
当处于在内胆2中气液混合的第二状态下时,所述第一开关单元91处于关闭状态,所述第二开关单元92处于开启状态,在所述水泵的增压作用下,压力水能够流经所述供水管路,进入所述内胆2中,与内胆2中的气体充分混合,以形成微气泡水。
在一个实施方式中,所述内胆2设置有与其连通的供水管路和供气单元,所述增压装置3能与所述供水管路相连通;所述热水器至少具有对内胆2排水补气的第一状态和在内胆2中气液混合的第二状态;在所述第一状态下,所述第一管21与所述供气单元相连通,所述第二管22与排水管路相连通;在所述第二状态下,所述第一管21或第二管22与所述供水管路相连通,所述增压装置为通过所述供水管路注入所述内胆2中的水和所述第一状态下注入的气增压。
当处于对内胆2排水补气的第一状态下时,所述第一管21与所述供气单元相连通,所述第二管22与排水管路相连通。由于内胆2中的水温分布沿着重力方向由高到低分层分布,当具有较高位置的第一端口的第一管21与所述供气单元相连通时,可以避免所述第一管21注入的气体对内胆2中的水造成扰动,尽量减少热水被排出,造成热量的浪费。当具有较低位置的第二端口的第二管22与排水管路相连通时,其优先将位于内胆2底部的冷水排出,从而尽量减少热水被排出,造成热量的浪费。
当处于所述在内胆2中气液混合的第二状态下时,所述第一管21或所述第二管22与所述供水管路相连通,所述增压装置为通过所述供水管路注入所述内胆2中的水和所述第一状态下注入的气体增压。在完成对所述内胆2排水补气的第一状态后,在内胆2的上部已经存储有气液混合时所需的预定量的气体。当所述第一管21或第二管22与所述供水管路连接后,且所述供水管路与增压装置3相连通,通过所述增压装置3向内胆2中注入带有压力的水。所述注入的带压水与所述预定量的气体相混合,以制备微气泡水。
进一步的,所述热水器还包括控制装置,与所述控制装置电性连接的第一控制单元;当所述控制装置接收到第一预定信号后,通过控制所述第一控制单元将所述热水器由第一状态转换为第二状态或由第二状态转换为第一状态。
在本实施方式中,所述热水器可以包括控制装置和与所述控制装置电性连接的第一控制单元。具体的,所述控制单元的形式可以为能够控制管路中流体通断的一个集成的控制阀的形式,或多个控制阀配合的形式,或者控制阀与开关单元的配合的形式,当然,所述控制单元的形式还可以为其他形式,本申请在此并不作具体的限定。所述控制装置根据接收到的第一预定信号,可以控制所述第一控制单元与不同管路之间的连通关系,从而实现将所述热水器由第一状态转换为第二状态或由第二状态转换为第一状态。在本实施方式中,所述第一控制单元可以包括:设置在供气单元上的第一开关单元91和设置在供水管路上的第二开关单元92以及设置在排水管路上的第三开关单元93,以及第一控制阀5。当在第一状态下时,所述供气单元上的第一开关单元91处于打开状态,所述供水管路上的第二开关单元92处于关闭状态,所述排水管路上的第三开关单元93处于打开状态。当在第二状态下,所述供水管路上的第二开关单元92处于打开状态,所述供气单元上的第一开关单元91处于关闭状态,所述排水管路上的第三开关单元93处于关闭状态。
具体的,所述第一预定信号可以包括下述中的至少一种:时间信号、通过检测单元获得的流量信号、水位信号、微气泡水的浓度信号、压力信号、温度信号。当然所述第一预定信号还可以为其他形式,本申请在此并不作具体的限定。
例如,当所述第一预定信号为时间信号时,可以预先设定所述第一状态下排出预定量的水所需的时间,然后自供气单元向内胆2中提供气液混合所需的气体开始计时,当达到预先设定的时间后,可以通过所述第一控制单元改变管路间的通断关系,以使所述热水器由第一状态转换为第二状态。
例如,当所述第一预定信号为流量检测单元检测到的流量信号时,可以预先统计出在所述第一状态下所需排出的水量,然后自供气单元向内胆2中提供气液混合所需的气体开始统计,当达到预先设定的水量后,可以通过所述第一控制单元改变管路间的通断关系,以使所述热水器由第一状态转换为第二状态。
例如,当所述第一预定信号为水位信号时,可以预设统计出在所述第一状态下所需达到的水位。然后将所述水位信号表示所述内胆2中的剩余水的高度与所述预设的水位进行对比,当所述剩余水的高度降到所述预设的高度时,可以通过所述第一控制单元改变管路间的通断关系,以使所述热水器由第一状态转换为第二状态。
例如,当所述第一预定信号为微气泡水浓度检测单元检测到的微气泡水的浓度信号时,可以预先设定一个标准的微气泡浓度。当所述保湿微气泡浓度的信号表示的微气泡水浓度低于该预定浓度时,可以所述热水器由第二状态转换为第一状态。
例如,所述第一预定信号为压力信号时,可以预先确定当内胆2中的水降到预定高度时,指定位置处的水压。然后在该指定位置处可以设置压力检测单元,当该压力检测单元检测到的压力降到预设的水压时,可以通过所述第一控制单元改变管路间的通断关系,以使所述热水器由第一状态转换为第二状态。
例如,所述第一预定信号为温度信号时,可以根据用户的需要对应设置有一个预设温度。当内胆2中的温度降至该预设温度时,可以将通过所述第一控制单元改变管路间的通断关系,以使所述热水器由第二状态转换为第一状态。
当然,所述检测单元以及所述第一预定信号的具体形式并不限于上述举例,所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下,还可以做出其他的变更,但只要其实现的功能和达到的效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。
请参阅图4,在一个具体的实施方式中,所述第一端口210的高度高于所述第二端口220的高度;在所述第二状态下,所述第一管21与所述供水管路相连通,所述第二管22能与用水终端相连通。
在本实施方式中,所述第一管21的第一端口210的高度可以高于所述第二管22的第二端口220的高度。具体的,所述第一管21的第一端口210可以靠近内胆2顶部。特别是,当对所述内胆2进行排水补气后,所述第一管21的第一端口210可以位于所述内胆2的分界面201以上。所述第二管22的第二端口220可以位于所述内胆2分界面201以下,靠近内胆2底部的位置。当对所述内胆2进行排水补气后,由于所述第一端口210位于所述分界面201以上,从所述第一管21进入所述内胆2的压力水可以直接从第一管21的第一端口210喷出与内胆2上部的气体进行混合,而不必与内胆2中的水发生接触,因此,不仅能够使得从所述第一管21注入的压力水与内胆2中的气体充分地进行气液混合,同时也能够减少压力水流动的阻力。在本实施方式中,所述第二管22能与用水终端相连通,以便于向用水终端提供微气泡水。具体的,可以为在气液混合的第二状态下,使得所述第二管22与用水终端相连通,也可以在气液混合的第二状态结束后,使得第二管22与用水终端相连通。
在一个实施方式中,当所述内胆2中的水温低于或等于预定温度时,所述控制装置控制所述第一控制单元使所述第二管22与所述供水管路相连通,所述第一管21与所述用水终端相连通。
在本实施方式中,所述内胆2中可以设置有温度检测单元。当通过所述温度检测单元检测到内胆2中的水温低于或等于预定温度时,可以利用所述第一控制单元进行管路间连通关系的切换,从而最大限度地利用内胆2中的剩余热量。其中,所述预定温度可以为接近用户的设定温度,例如可以为45摄氏度至50摄氏度之间。
一般的,在内胆2中的水温足够高时,通过具有较高端口的第一管21进水,通过具有较低端口的第二管22出水。当内胆2中的温度降低到无法满足用户使用需求时,所述控制装置可以根据接收到的温度信号控制所述第一控制单元切换至所述具有较低端口的第二管22用于进水,而具有较高端口的第一管21用于出水,以将位于内胆2中上部具有较高温度的水通过所述第一管21供向用户终端。其中,所述第一控制单元具体可以指用于分别连接所述第一管21、第二管22、出水管以及供水管路或供气单元的第一控制阀5。所述第一控制阀5具体可以为四通阀的形式,当然,其还可以为其他形式,本申请在此并不作具体的限定。
在本实施方式中,具有较低位置的第二端口220的所述第二管22可以作为进水管,具有较高位置的第一端口210的所述第一管21可以作为出水管。当作为进水管的所述第二管22与所述供水管路相连通,向内胆2底部通入冷水,作为出水管的所述第一管21与用水终端相连通,以便向用户提供微气泡水时,所述冷水低进热水高出的方式有利于最大限度地利用所述内胆2中的热量。
在一个实施方式中,热水器状态的切换可以通过第一控制单元的位置切换实现。具体的,所述第一控制单元为能够切换与所述供气单元、供水管路、设置有所述第一管21、第二管22的内胆、出水管路、排液路径之间连通关系的控制单元。所述第一控制单元可以改变管路之间的连通关系,同时也可以控制单个管路的通断。例如,所述第一控制单元可以控制所述供气单元、供水管路和排液路径的通断,以配合实现热水器的各个工作状态。
所述第一控制单元具有第一位置和第二位置,其中,所述第一控制单元的第一位置能将所述供气单元与所述内胆2连通,形成所述进气路径;并将所述排液路径与所述内胆2连通,对所述内胆2进行排水补气。当所述第一控制单元位于第一位置时,所述供气单元打开,与内胆2连通,形成进气路径。同时,所述排液路径打开,与所述内胆2连通。具体的,所述排液路径可以由第二管22或者第二管22与出水管路配合形成。其中,所述第二管22或者出水管上可以设置排液口,当需要排水时,打开所述排液口,连通所述排液路径,即可排水。
所述第一控制单元的第二位置能将所述供水管路、增压源与所述第一管21连通在所述内胆2中进行气液混合,并形成所述供水路径;将所述出水管路与所述第二管22连通,形成出水路径。当所述第一控制单元位于第二位置时,所述供水管路打开,其通过所述增压源与所述第一管21连通,形成带压供水路径。该压力水通过第一管21导入内胆2时,可以与内胆2上部的气体进行气液混合。此外,所述出水管与所述第二管22连通,可以形成出水路径,向用户终端供水。
进一步的,所述第一端口210的高度高于所述第二端口220,所述第一控制单元还包括第三位置,所述第一控制单元的第三位置能将所述供水管路与所述第二管22连通,形成供水路径,并将所述出水管路与所述第一管21连通,形成出水路径。
当所述第一控制单元位于第三位置时,所述供水管路仍处于打开状态,其与端口较低的所述第二管22相连通,形成供水路径,同时端口较高的所述第一管21与所述出水管路连通形成出水路径,从而将内胆2顶部的温度相对较高的水供向用户,使得内胆2中的热水得到充分利用。请参阅图5,在一个实施方式中,所述内胆2设置有与其连通的供水管路和供气单元,所述增压装置3能与所述供水管路相连通;所述内胆2上设置有第三管23,所述第三管23具有伸入所述内胆2的第三端口230;所述第三端口230的高度低于所述第一端口210和所述第二端口220;所述热水器至少具有对内胆2排水补气的第一状态和在内胆2中气液混合的第二状态;在所述第一状态下,所述第一管21与所述供气单元相连通,所述第二管22和/或第三管23与排水管路相连通;在所述第二状态下,所述第一管21和/或第二管22与所述供水管路相连通,所述增压装置3为通过所述供水管路注入所述内胆2中的水和所述第一状态下注入的气增压。
在本实施方式中,所述内胆2上还可以设置有第三管23,所述第三管23具有伸入所述内胆2的第三端口230。所述第三端口230的高度低于所述第一端口210和所述第二端口220。所述第三管23可以在所述内胆2中的水温等于或低于预定温度时,作为进水管,与所述供水管路相连通。其中,所述预定温度可以为接近用户的设定温度,例如45摄氏度至50摄氏度之间。
当处于所述对内胆2排水补气的第一状态下时,所述第一管21与所述供气单元相连通。由于内胆2中的水温分布沿着重力方向由高到低分层分布,当具有较高位置的第一端口210的第一管21与所述供气单元相连通时,可以避免所述第一管21注入的气体对内胆2中的水造成扰动,尽量减少热水被排出,造成热量的浪费。
当处于在所述内胆2中气液混合的第二状态下时,具有较高端口位置的所述第一管21、第二管22中的至少一个与所述供水管路相连通。由于所述第一端口210、第二端口220的位置相对较高,特别是在对所述内胆2进行排水补气后,所述第一端口210、第二端口220位于所述分界面201以上或至少齐平,从所述第一管21、第二管22至少一个进入所述内胆2的压力水可以直接从第一端口210、第二端口220中的至少一个喷出与内胆2上部的气体进行混合,而不必与内胆2中的水发生接触,因此,能够有利于压力水更好地与气体进行气液混合,且能减少压力水流动的阻力。
当处于对内胆2排水补气的第一状态下时,所述第一管21与所述供气单元相连通,所述第二管22、第三管23中的至少一个与排水管路相连通,形成排液路径。由于内胆2中的水温分布沿着重力方向由高到低分层分布,当具有较高位置的第一端口210的第一管21与所述供气单元相连通时,可以避免所述第一管21注入的气体对内胆2中的水造成扰动,尽量减少热水被排出,造成热量的浪费。当具有最低位置的第三端口230的第三管23与排水管路相连通时,其优先将位于内胆2底部的冷水排出,从而尽量减少热水被排出,造成热量的浪费。
进一步的,在一个实施方式中,所述热水器还包括控制装置,与所述控制装置电性连接的第二控制单元;当所述控制装置接收到第二预定信号后,通过控制所述第二控制单元将所述热水器由第一状态转换为第二状态或由第二状态转换为第一状态。
在本实施方式中,所述热水器可以包括控制装置和与所述控制装置电性连接的第二控制单元,所述控制装置根据接收到的第二预定信号,可以控制所述第二控制单元与不同管路之间的通断关系,从而实现将所述热水器由第一状态转换为第二状态或由第二状态转换为第一状态。其中,所述第二控制单元的具体形式可以为能够实现管路中流体通断的一个或多个控制阀,当然,其也可以为其他形式,本申请在此并不作具体的限定。
具体的,所述第二预定信号可以包括下述中的至少一种:时间信号、通过检测单元获得的流量信号、水位信号、微气泡水的浓度信号、压力信号、温度信号。当然所述第二预定信号还可以为其他形式,本申请在此并不作具体的限定。
在本实施方式中,根据所述第二预定信号为不同形式的信号时,控制装置控制所述第二控制单元与管路之间的通断关系的原理可以参照上述第一预定信号的具体描述,本申请在此不再赘述。
当然,所述检测单元以及所述第二预定信号的具体形式并不限于上述举例,所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下,还可以做出其他的变更,但只要其实现的功能和达到的效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。
请参阅图6,在一个实施方式中,在所述第二状态下,所述第一管21与供水管路相连通,所述第二管22与用水终端相连通。
在本实施方式中,当所述热水器处于第二状态下时,具有较高位置的第一端口210的所述第一管21可以作为进水管与供水管路相连通。所述第二管22可以作为出水管与用水终端相连通。其中,所述第一管21的第一端口210的位置可以高于所述第二管22的第二端口220的位置。具体的,所述第一管21的第一端口210可以靠近所述内胆2的顶部。当所述热水器处于第二状态下时,具有较高端口位置的所述第一管21与所述供水管路相连通后,压力水可以通过所述第一管21直接喷入所述内胆2中气体中,进行气液混合,不必与内胆2中的水发生接触。上述压力水直接与气混合的方式能够有利于压力水更好地与气体进行气液混合,且能减少压力水流动的阻力。
在一个实施方式中,当所述内胆2中的水温低于或等于预定温度时,所述控制装置控制所述第二控制单元使所述第三管23与所述供水管路相连通,所述第二管22与所述用水终端相连通。
在本实施方式中,所述内胆2中可以设置有温度检测单元。当通过所述温度检测单元检测到内胆2中的水温低于或等于预定温度时,可以利用所述第二控制单元进行管路间连通关系的切换,从而最大限度地利用内胆2中的剩余热量。
一般的,在内胆2中的水温足够高时,通过具有较高端口的第一管21进水,通过第二管22和/或所述第三管23出水。当内胆2中的温度降低到预定温度,例如45摄氏度至50摄氏度时,可能无法满足用户的用热水需求,所述控制装置可以根据接收到的温度信号控制所述第二控制单元切换至所述具有最低端口的第三管23用于进水,而具有较高端口的第二管22用于出水,以将位于内胆2中上部具有较高温度的水供向用户终端。其中,所述第二控制单元具体可以指用于分别连接所述第三管23、第二管22以及供水管路或供气单元的第二控制阀6。所述第二控制阀6具体可以为三通阀的形式,当然,其还可以为其他形式,本申请在此并不作具体的限定。
在本实施方式中,具有较低位置的第二端口220的所述第二管22可以作为进水管,具有较高位置的第一端口210的所述第一管21可以作为出水管。当作为进水管的所述第二管22与所述供水管路相连通,向内胆2底部通入冷水,作为出水管的所述第一管21与用水终端相连通,以便向用户提供微气泡水时,所述冷水低进热水高出的方式有利于最大限度地利用所述内胆2中的热量。
在一个实施方式中,热水器状态的切换可以通过第二控制单元的位置切换实现。具体的,所述第二控制单元为能够切换与所述供气单元、供水管路、设置有所述第一管21、第二管22及第三管23的内胆2、出水管路、排液路径之间连通关系的控制单元。所述第二控制单元可以改变管路之间的连通关系,同时也可以控制单个管路的通断。例如,所述第二控制单元可以控制所述供气单元、供水管路和排液路径的通断,以配合实现热水器的各个工作状态。
所述第二控制单元具有第一位置和第二位置。其中,所述第二控制单元的第一位置能将所述供气单元与所述内胆2连通,形成所述进气路径;并将所述排液路径与所述内胆2连通,对所述内胆2进行排水补气。
当所述第二控制单元位于第一位置时,所述供气单元打开,与内胆2连通,形成进气路径。同时,所述排液路径打开,与所述内胆2连通。具体的,所述排液路径可以由第二管22或者第二管22与出水管路配合形成。其中,所述第二管22或者出水管上可以设置排液口,当需要排水时,打开所述排液口,连通所述排液路径,即可排水。
所述第二控制单元的第二位置能将所述供水管路、增压源与所述第一管21连通在所述内胆2中进行气液混合,并形成所述供水路径;将所述出水管路与所述第二管22连通,形成出水路径。
当所述第二控制单元位于第二位置时,所述供水管路打开,其通过所述增压源与所述第一管21连通,形成带压供水路径。该压力水通过第一管21导入内胆2时,可以与内胆2上部的气体进行气液混合。此外,所述出水管与所述第二管22连通,可以形成出水路径,向用户终端供水。
进一步的,所述第三端口230的高度低于所述第一端口210和第二端口220,所述第二控制单元还包括第三位置,所述第二控制单元的第三位置能将所述供水管路与所述第三管23连通,形成供水路径,并将所述出水管路与所述第二管22和/或第三管23连通,形成出水路径。
当所述第二控制单元位于第三位置时,所述供水管路仍处于打开状态,其与端口最低的所述第三管23相连通,形成供水路径,同时端口较高的所述第一管21和/或第二管22与所述出水管路连通形成出水路径,从而将内胆2顶部的温度相对较高的水供向用户,使得内胆2中的热水得到充分利用。
请参阅图7,在一个实施方式中,所述热水器还包括能与所述内胆2相连通的第四管24,所述热水器至少具有对内胆2排水补气的第一状态和在内胆2中气液混合的第二状态;在所述第一状态下,所述第四管24能与所述内胆2相连通。
在本实施方式中,所述内胆2上可以设置有与其连通的第四管24。所述第四管24可以作为排水管,当处于对内胆2排水补气的第一状态时,所述第四管24可以与所述内胆2相连通,以便将内胆2中的水排出。
具体的,所述第四管24具有伸入所述内胆2中的第四端口240,所述第四端口240的位置可以为所述内胆2中需要在所述排水补气的第一状态下,需要达到的最低液面位置。也就是说,所述内胆2上部存储有预定容积的气体时,所述内胆2具有预定液位(即分界面201所在的液位),所述第四端口240位于所述预定液位处,所述第四管24用于形成排液路径。
例如,所述第四管24为除了第三管23外,位于最低位置。当在对所述内胆2进行排水补气的第一状态时,通过第一管21进入的气体将内胆2中的水从所述第四管24中排出,当液面与所述第四管24的第四端口240齐平时,可停止注气,此时所述第四管24可以处于封闭状态。
请参阅图8,在一个实施方式中,所述内胆2包括通过并联方式连接的第一内胆2A和第二内胆2B,所述热水器还包括控制装置及与所述控制装置电性连接的第三控制单元7,所述控制装置能根据第三预定信号,控制所述第三控制单元7的连通状态,以使所述第一内胆2A、第二内胆2B中的至少一个能向用水终端提供微气泡水。
在本实施方式中,所述内胆2的个数可以为多个,例如可以包括两个,分别为第一内胆2A和第二内胆2B。所述第一内胆2A和第二内胆2B可以通过并联方式连接。
在本实施方式中,所述控制装置根据第三预定信号通过改变所述第三控制单元7的连通状态,可以实现使所述第一内胆2A、第二内胆2B中的至少一个能向用水终端提供微气泡水。
所述热水器的一个内胆用于制备微气泡水时,另一个内胆可以用于供应微气泡水。具体的,所述第三控制单元7可以具有第一位置和第二位置,所述第三控制单元7的第一位置能将所述第一内胆2A与进气路径和排液路径连通,将所述第二内胆2B与供水路径连通;所述第三控制单元7的第二位置能将所述第二内胆2B与进气路径和排液路径连通,将所述第一内胆2A与供水路径连通。其中,所述第三控制单元7的形式可以为两个四通阀相配合的形式,当然,所述第三控制单元7的形式并不限于上述举例,本申请在此并不作具体的限定。
在本实施方式中,对于单个内胆而言,其制备微气泡水和供应微气泡水对应内胆2第一状态、第二状态的切换可以参照上述实施方式中的描述,本申请在此不再赘述。当所述第一内胆2A和第二内胆2B之间通过所述第三控制单元7实现连通供微气泡水时,具体所述控制装置可以根据获取的第三预定信号,控制所述第三控制单元7进行相应的切换。
具体的,所述第三预定信号可以为时间信号、通过检测单元获得的流量信号、微气泡水的水位信号、微气泡水的浓度信号、压力信号、温度信号中的至少一种。当然,所述第三预定信号还可以为其他形式,本申请在此并不作具体的限定。
例如,当所述第三预定信号为时间信号时,可以从用户开始用水时进行计时,推算正在使用的内胆中剩余微气泡水的体积。至当前内胆中的微气泡水接近用完时,通过第三控制单元7切换至使用另一个内胆。其中,当一个内胆在供应微气泡水时,另一个内胆可以处于制备微气泡水,以便于通过两个内胆之间的切换能够向用户持续提供微气泡水。
例如,当所述第三预定信号为通过检测单元获得的流量信号时,其控制的原理与计时的方式类似。可以在水流流通的主路上设置流量检测单元,用于检测流量信号。从用户开始用水时进行计时,根据时间和流量的关系确定内胆中剩余微气泡水的体积。当一个内胆中微气泡水接近用完时,通过第三控制单元7切换至使用另一个内胆。其中,当一个内胆在供应微气泡水时,另一个内胆可以在制备微气泡水,以便于通过两个内胆之间的切换能够向用户持续提供微气泡水。
当然,所述第三预定信号的具体形式并不限于上述举例,所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下,还可以做出其他的变更,但只要其实现的功能和达到的效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。
请参阅图9至图11,在一个实施方式中,所述第一管21为进水管,所述第二管22为出水管,在所述出水管或其延伸管路上,或者,所述进水管或其延伸管路上设置有文丘里结构20。
在本实施方式中,所述第一管21可以作为进水管,所述第二管22可以作为出水管。所述第一管21伸入所述内胆2中的第一端口的高度可以低于所述第二管22伸入所述内胆2中的第二端口。当然,所述第一端口的高度也可以与所述第二端口齐平等。
如图9所示,在一个具体的实施方式中,在所述出水管上设置有文丘里结构20,所述文丘里结构20用于将内胆2中的气液混合。当在对所述内胆2进行排水补气的第一状态下,可以通过所述第一管21中向所述内胆2中注入气体,内胆2中的水可以从所述第二管22排出。当用户打开用水终端时,注入的气体能够通过所述文丘里结构20进入所述第二管22与第二管22中的水进行混合,以形成微气泡水。
在本实施方式中,所述文丘里结构20可以设置在所述出水管位于内胆2中的部分或位于内胆2外的部分上,本申请在此并不作具体的限定。具体的,所述文丘里结构20设置在所述出水管上的具体方式可以为与所述出水管一体成型,也可以通过密封连接的方式相连接,本申请在此并不作具体的限定。
如图10所示,在一个具体的实施方式中,所述文丘里结构20可以设置在所述出水管位于内胆2外的延伸管路上。所述出水管的延伸管路具体可以指一端与所述出水管相连接,另一端与用水终端相连接的管路。
在本实施方式中,所述文丘里结构20的作用与上述设置在所述出水管上的实施方式相同,本申请在此不再赘述。
如图11所示,在另一个具体的实施方式中,所述文丘里结构20可以设置在所述进水管或所述进水管的延伸管路上。所述进水管的延伸管路具体可以至一端与所述进水管相连接,另一端与供水管路相连接,或者直接为供水管路。
在本实施方式中,当所述文丘里结构20设置在所述进水管或其延伸管路上时,在对所述内胆2进行排水补气的第一状态下,可以通过所述第一管21中向所述内胆2中注入气体,内胆2中的水可以从所述第二管22排出。在内胆2中进行气液混合的第二状态下,可以通过所述第一管21中向所述内胆2中注入压力水,在压力水注入的过程中,通过文丘里结构20将所述第一状态下注入的气体混入压力水中,进行气液混合,以形成微气泡水。
进一步的,所述文丘里结构20包括:相背对的第一口和第二口,在所述第一口与第二口之间设置有缩颈段,所述缩颈段上设置有用于进气的进气管25,所述进气管25的一端与所述缩颈段相连通,另一端靠近所述内胆2的顶部且高于所述出水管伸入所述内胆2中的端口的高度。
在本实施方式中,设置在所述第二管22上的文丘里结构20可以包括与所述第二管22相连接的第一口和第二口。具体的,在所述第一口至所述第二口之间的中间管段上,可以沿着水流流动方向设置有截面积逐渐变小的缩颈段。与所述缩颈段相连通的侧壁上可以设置有进气管25。所述进气管25的一端靠近所述内胆2的顶部且高于所述出水管伸入所述内胆2中的端口的高度以保证所述进气管25的一端可以伸出所述内胆2的液面。当所述进气管25的一端伸出液面后,可以保证其实现将液面以上的气体导入的功能。
在本实施方式中,所述进气管25的内径与所述出水管的内径成预定的比例,一般的,所述进气管25的内径小于所述出水管的内径。在气液混合时,内径成预定比例的进气管25与所述出水管能够保证气体和水在该比例下达到充分的混合,从而获得理想浓度的微气泡水。在实施方式中,所述进气管25的个数可以为一个,也可以为多个。当所述进气管25的个数为多个时,其可以沿着所述出水管的周向分布。优选的,所述进气管25的个数可以为多个,沿着所述出水管的周向均匀分布。在气液混合时,多个进气管25中流入的气体能够与所述出水管中的水更有效地进行混合。
当用户需要使用时,打开用水终端,使其与所述出水管连通时,内胆2中的水自第二端口向下流动,在流经所述缩颈段时,能够形成负压,从而将内胆2上部的空气通过所述进气管25导入所述出水管中与水进行混合,以制备微气泡水。
请参阅图12,在一个实施方式中,所述内胆2设置有用于进水的进水管21和用于出水的出水管22;所述热水器还可以包括设置在所述出水管22与所述压力调节装置4之间或所述出水管22上的温度调节装置8。
在本实施方式中,所述内胆2设置有用于进水的进水管21,以及用于出水的出水管22。从供水管路提供的常温水可以通过所述进水管21进入所述内胆2中被加热,然后加热后的水从所述出水管22流出,以供向用水终端。
在本实施方式中,所述热水器还可包括温度调节装置8,所述温度调节装置8可以用于调节流出所述内胆2的水温。具体的,所述温度调节装置8可以为机械式温度调节装置,其可以通过手动进行温度的调节;或者,可以为电子式温度调节装置,其可以根据控制装置的控制程序自动调节温度。另外,所述温度调节装置8的温度设定范围可以为固定的,也可以为可调的。具体的,当所述温度调节装置8的温度设定范围为固定时,其出水温度固定在所述设定范围以内。当所述温度调节装置8的温度设定范围为可调时,其出水温度可以根据需要进行调整。例如,所述温度调节装置8的形式可以为混水阀、恒温阀等,也可以为在所述内胆2的出水管22上设置的恒温出水结构。当然所述温度调节装置8的形式并不限于上述列举,所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下,还可以做出其他的变更,但只要其实现的功能和达到的效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。
在本实施方式中,所述温度调节装置8可以设置在所述出水管22与所述压力调节装置4之间或所述出水管22上,用于调节流出所述内胆2供向用水终端的水温,使供向用水终端的水温接近用户的设定出水温度。当流出所述内胆2供向用水终端的水温的微气泡水接近用户的设定温度时,无需或者只需向所述微气泡水中混入少量的冷水即可达到用户设定的出水水温。当没有或者有少量的冷水加入所述微气泡水时,能够较好地保证微气泡水中微气泡的含量,有利于用户获得浓度较高的微气泡水。
在一个具体的实施方式中,所述热水器还可以包括与所述进水管21连通的冷水管81,所述温度调节装置8包括与所述出水管22连通的第一开口和与所述冷水管81连通的第二开口以及与所述压力调节装置4连通的第三开口。
在本实施方式中,所述热水器还可以包括与所述进水管21相连通的冷水管81。当所述增压装置启动时,与所述进水管21相连通的冷水管81中流通有从进水端流入的冷水。所述温度调节装置8可以包括与所述出水管22连通的第一开口和与所述冷水管81连通的第二开口以及与所述压力调节装置4连通的第三开口。所述出水管21可以通过所述第一开口向所述温度调节装置8中通入经加热单元1加热后的气液混合物。所述冷水管81可以通过所述第二开口向所述温度调节装置8通入从进水端流入的冷水。当所述出水管21流出的热水温度过高时,可以将所述冷水掺入热的气液混合物中,获得混合后接近用户设定出水温度的微气泡水。所述第三开口为出水口,用于将通过所述温度调节装置8混合好的温度接近用户设定温度的微气泡水流入压力调节装置4侧,以供向用水终端。
具体的,所述第一开口、第二开口中的至少一个可以为开度可以调节的开口。所述温度调节装置8中可以设置有温度感应单元,当所述温度感应单元感应到的水温超过用户的设定出水温度时,可以通过打开所述第二开口,调节第二开口或者同时调节第一开口和第二开口的开度,以使从所述温度调节装置8的第三开口流入压力调节装置4侧的水温度接近用户的设定出水温度。
请参阅图13,在一个实施方式中,所述热水器还可以包括:用于进水的第一管路和用于出水的第二管路,至少部分所述第一管路能与至少部分所述第二管路进行换热;其中,所述第一管路包括设置在所述内胆2上的进水管21和/或与所述进水管21连通的延伸管段;所述第二管路包括设置在所述内胆2上的出水管22和/或与所述出水管22连通的延伸管段。
在本实施方式中,所述内胆2设置有用于进水的进水管21,以及用于出水的出水管22。从供水管路提供的常温水可以通过所述进水管21进入所述内胆2中被加热,然后加热后的水从所述出水管22流出,以供向用水终端。
其中,所述第一管路可以为与所述进水管21相连通的管路,或者可以为进水管21本身,或者可以为所述进水管21与其延伸管段的组合,具体的,本申请在此并不作具体的限定。
所述第二管路可以为与所述出水管22相连通的管路,或者可以为出水管22本身,或者可以为所述出水管与其延伸管段的组合,具体的,本申请在此并不作具体的限定。
一般的,作为用于进水的第一管路而言,其进入的是供水端提供的常温冷水,温度相对较低。作为用于出水的第二管路而言,在内胆2中的加热件2的作用下,其内的水温温度相对较高,因此,当所述至少部分第一管路与所述至少部分第二管路换热时,能够通过第二管路向第一管路传递热量,一方面可以将第一管路中的进入内胆2的水进行预热,另一方面,可以将第二管路中流出内胆2的气液混合物进行适当地降压,防止其温度过高,后续需要掺入较多的冷水,从而稀释微气泡。
具体的,所述至少部分所述第一管路与至少部分所述第二管路进行换热的实现形式可以包括:至少部分所述第二管路套接在所述第一管路外,或者,至少部分所述第二管路能与所述第一管路相接触。当然,至少部分所述第二管路与至少部分第一管路进行换热的方式并不限于上述举例,所属领域技术人员在本申请的技术精髓启示下,还可能做出其他的变更,但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似,均应涵盖于本申请保护范围内。
请参阅图1,本申请实施方式中提供的一种热水器,可以包括:内胆2,能够存储预定压力的流体;加热件1,用于对所述内胆中的水进行加热;导入机构,能够与所述内胆2连通,并且用于将流入其内的流体导入到所述内胆2存储有气体的区域,并将导入的流体与内胆2中的气体进行气液混合;增压源,能够与所述内胆2和导入机构连通,为所述导入的流体与内胆2中的气体进行气液混合提供预定压力。
在本实施方式中,所述内胆2、加热件1与上述实施方式中的相同,本申请在此不再赘述。其中,所述内胆2上设置有第一管21和第二管22,所述第一管21具有伸入所述内胆2的第一端口210,所述第二管22具有伸入所述内胆2的第二端口220,其中,所述第一端口210的高度高于所述第二端口220,所述第一管21形成所述导入机构。即所述导入机构可以为第一管21,该第一管21可以用于作为进水管,其伸入所述内胆2中的第一端口210高度较高,能伸入至内胆2预定液体以上存储气体的区域,从而将流入所述第一管21的流体导入到所述内胆2存储有气体的区域,并将导入的流体与内胆2中的气体进行气液混合。其中流入所述第一管21的流体可以为水,也可以为气、液混合物。
其中,同样的,所述内胆2设置有与其连通的供水管路和供气单元;所述热水器至少具有对内胆2排水补气的第一状态和在内胆2中气液混合的第二状态;在所述第一状态下,所述供气单元与所述内胆2相连通,以将所述内胆2中的预定水量排出;在所述第二状态下,所述内胆2与所述供水管路相连通,在所述增压源的增压作用下,进入所述内胆2中的气体和水进行气液混合。
在本实施方式中,所述增压源可以为所述导入的流体与内胆2中的气体进行气液混合提供预定压力。具体的,所述增压源可以包括下述中的至少一种:与内胆2连接并且能够对流入内胆2内的水提供预定压力的增压装置、具有预定压力的水等。其中所述预定压力的水可以为压力为0.1兆帕以上的水。
此外,所述热水器的工作状态可以参照上述实施方式,本申请不再赘述。不同之处在于:当所述增压源为压力水时,当在内胆2排水补气的第一状态下,在重力作用下,进行排水补气。具体的,在水的重力作用下,内胆2中多余的水从排水口排出,同时内胆2上部被从进气口进入的空气填充。其中,所述进气口可以位于所述内胆2上,也可以位于与内胆2连通的管路上等,只需保证在排水补气状态下,其与内胆2连通,能向内胆2补入空气即可。在内胆2中进行气液混合的第二状态下,所述增压源为压力水时,该带压的水注入带有预定压力的承压内胆2中时,能够实现压力水与内胆2中上部的气体进行气液混合。
本申请实施方式中所述的热水器,在现有的内胆2、加热件1的基础上,利用内胆2加热承压的特点和利用进水管,如第一管21作为导入机构,无需增设新的结构,通过合理控制内胆2中排水补气和进压力水的顺序,实现了在承压内胆2中进行气液混合,以制备微气泡水供给给用户。由于相同的流量下,供给给用户的水中掺入了空气,能够有效地节省水的使用量;另外,所述微气泡水相对于普通的水而言具有较佳的清洁性能、物理杀菌功能,因此,大大提高了用户的使用体验。
请参阅图14,本申请实施方式中基于所述热水器,还相应提供了一种热水器的控制方法,所述方法可以包括如下步骤:
步骤S10:控制供气单元与内胆相连通,将气体自供气单元输入内胆内,同时将内胆中的水排出;
步骤S12:当排出的水或者供入的气体达到预定量时,控制导入机构与供水管路连通,导入机构将流入其内的流体导入到所述内胆存储有气体的区域与内胆中的气体进行气液混合,同时增压源对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力。
其中,所述增压源对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力包括:利用预定压力的水的压力对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力;或者,启动增压装置对进入内胆中的水施加预定压力,同时对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力。
在本实施方式中,所述热水器的控制方法中所描述的各个结构的功能等可以参照热水器实施方式的具体描述,本申请在此不再赘述。此外,所述热水器的控制方法能够达到与所述热水器相同的技术效果,具体的,请参照热水器的实施方式的具体描述,本申请在此不再赘述。
请参阅图15,本申请实施方式中基于所述热水器,还相应提供了一种热水器的控制方法,所述方法可以包括如下步骤:
步骤S11:连通进气路径和排液路径,将气体自所述进气路径输入到内胆中,且将所述内胆内的水经所述排液路径排出,对所述内胆进行排水补气;
步骤S13:当所述内胆的液位降至预定液位时,关闭所述进气路径和排液路径,连通第一管、增压源及供水管路,将水自所述第一管导入到所述内胆存储有气体的区域,并与内胆中的气体进行气液混合,同时所述增压源对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力。
在本实施方式中,可以通过打开进气路径上的供气单元和排液路径上的排液口连通进气路径和排液路径,形成排水补气的通路,从而将气体自所述进气路径输入到内胆中,并将内胆中的液体经所述排液路径排出,对所述内胆进行排水补气。
当内胆的液位降至预定液位时,或者其他信号表示所述内胆的液位将至预定液位可以切断进气路径和排液路径,将第一管与所述增压源和供水管路相连通,将水自所述第一管导入到所述内胆存储有气体的区域,并与内胆中的气体进行气液混合。
其中,所述预定液位位于内胆中气体与水的分界面处。其中,表示所述内胆内的水降至预定液位的信号可以直接为设置在所述内胆中的液位计所检测到的液位信号。此外,在水流速已知的情况下,结合对所述内胆排水补气的时间也可以确定出所述内胆中排出的水量。然后结合内胆的具体构造,可以确定出内胆的液位变化。也就是说,当流速已知的情况下,通过获取对所述内胆排水补气的时间也可以确定所述内胆中的液位。当然,确定所述内胆中的液位还可以通过其他方式进行确定,具体的,本申请在此并不作具体的限定。
在一个实施方式中,所述增压源对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力包括:利用预定压力的水的压力对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力;或者,启动增压装置对进入内胆中的水施加预定压力,同时对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力。
在本实施方式中,所述增压源的具体形式可以参照上述实施方式的具体描述,具体的,本申请在此不再赘述。当提供给热水器的水压足够时,可以利用水本身的压力进行气液混合。当水压不足时,可以利用增压装置进行增压。
在一个实施方式中,在所述连通进气路径和排液路径,将气体自所述进气路径输入到内胆中,且将所述内胆内的液体经所述排液路径排出之前还包括:获取预定信号,根据所述预定信号控制第一控制单元切换至第一位置。
在本实施方式中,对于内胆中预先存储的预定量的气体,随着气液混合的进行,会不断被消耗。消耗的气体的体积会被后续补入的水填充,内胆中的液体会由原先的预定液位向上升高,内胆中的气液混合物浓度也不断下降,下降到一定程度后已经不能满足用户的使用需要。此时,表示需要对内胆进行排水补气,相应的,可以将第一控制单元切换至第一位置,连通进气路径和排液路径,对所述内胆进行排水补气。
具体的,所述预定信号可以包括:用水时间达到预定时长、气液混合物中气体的浓度降低至预定浓度中的一种或其组合。
在本实施方式中,可以根据气液混合物中气体的浓度确定是否需要对内胆进行排水补气。另外,在内胆的容积已知的前提下,可以结合用户的用水时间、热水器中流体的流量确定是否需要对内胆进行排水补气。或者,所述预定信号还可以为其他能确定对内胆进行排水补气的信号,具体的本申请在此并不作具体的限定。
进一步的,当所述内胆的液位降至预定液位时,关闭所述进气路径和排液路径,连通第一管与供水管路,包括:控制所述第一控制单元切换至第二位置,连通供水管路、增压源和第一管,在所述内胆中进行气液混合。
也就是说,可以通过切换所述第一控制单元的位置,实现在所述内胆中进行气液混合。其中,所述第一控制单元的具体结构可以参考热水器实施方式的具体描述,具体的本申请在此不再赘述。
在另一个实施方式中,在所述连通进气路径和排液路径,将气体自所述进气路径输入到内胆中,且将所述内胆内的液体经所述排液路径排出之前包括:获取预定信号,根据所述预定信号将第二控制单元切换至第一位置。当排水补气完成,所述内胆的液位降至预定液位时,关闭所述进气路径和排液路径,连通第一管与供水管路,包括:控制所述第二控制单元切换至第二位置,连通供水管路、增压源和第一管,在所述内胆中进行气液混合。
在本实施方式中,所述预定信号的具体含义可以参照上述实施方式的具体描述,具体的本申请在此不再赘述。其中,所述第二控制单元的具体结构和组成,所述第二控制单元切换至第一位置后,热水器中各个管路之间的连通关系也可以参照上述包含第二控制单元的实施方式的具体描述,本申请在此不再赘述。
在一个实施方式中,所述方法还包括:当接收到用水信号时,获取所述内胆中流体的温度信号,根据所述温度信号确定所述内胆中流体的温度分布;根据所述内胆中流体的温度分布,连通出水路径,控制所述内胆中不同液位的流体通过所述出水路径流出。
在本实施方式中,通过获取所述内胆中流体的温度信号可以确定内胆中流体的温度分布情况,从而通过调整控制单元与不同管路的连接实现出水温度在合理的范围内,进而可以实现恒温用水和内胆热水的最大化利用等效果。
在一个具体的实施方式中,请对应参照设置有第一控制单元的实施方式,所述当接收到用水信号时,所述根据所述内胆中流体的温度分布,连通出水路径,控制所述内胆中不同液位的流体通过所述出水路径流出包括:当所述内胆中流体的温度高于第一预定温度时,控制第一控制单元位于第二位置,连通出水路径,导出所述内胆下部的流体;当所述内胆中流体的温度降至第二预定温度以下时,将所述第一控制单元切换至第三位置,连通出水路径,导出所述内胆上部的流体。
一般的,正如上述热水器实施方式中所描述的:内胆中的水温分布是自上而下温度逐渐降低的。当内胆中流体的平均温度较高时,例如高于第一预定温度时,可以将所述第一控制单元置于第二位置连通出水路径,采用低位出水,从而将内胆下部的流体导出。此时,由于内胆下部的温度相对较低,最接近用户的设定温度,可以尽可能地减少掺入的冷水量,从而保证从用水终端提供给用户的微气泡的浓度。其中,所述第一预定温度可以大大高于用户设定温度。具体的,该第一预定温度可以根据实际的应用场景不同而作适用性调整,本申请在此不作具体的限定。例如,所述第一预定温度可以大于用户设定温度20摄氏度以上。
当内胆中流体的平均温度较低时,例如低于所述第二预定温度时,为了使得内胆的热水能够得到高效地利用,可以采用高位出水。具体的,可以将第一控制单元切换至第三位置,连通高位出水的出水路径,导出所述内胆上部的流体。其中,所述第二预定温度可以接近用户设定温度,可以略高于或略低于用户的设定温度。具体的,该第二预定温度也可以根据实际的应用场景不同而作适用性调整,本申请在此不作具体的限定。例如,所述第二预定温度可以在45摄氏度至50摄氏度之间。
在本实施方式中,所述内胆低位出水或者高位出水可以利用交替连通设置在所述内胆中的具有不同端口高度的第一管和第二管实现。具体的,所述第一管和第二管在所述内胆中的位置关系和具体连通关系可以参照热水器实施方式的具体描述,本申请在此不再赘述。
在一个具体的实施方式中,请对应参照设置有第二控制单元的实施方式,所述当接收到用水信号时,所述根据所述内胆中流体的温度分布,连通出水路径,控制所述内胆中不同液位的流体通过所述出水路径流出包括:当所述内胆中流体的温度高于第三预定温度时,将第二控制单元置于第二位置,连通出水路径,向用水终端供水;当所述内胆中流体的温度降至第四预定温度以下时,将所述第二控制单元切换至第三位置,连通出水路径,向用水终端供水。
在本实施方式中,当内胆中流体的平均温度较高时,例如高于第三预定温度时,可以所述第二控制单元位于第二位置连通出水路径,采用低位出水,从而将内胆下部的流体导出。此时,由于内胆下部的温度相对较低,最接近用户的设定温度,可以尽可能地减少掺入的冷水量,从而保证从用水终端提供给用户的微气泡的浓度。具体的,该第三预定温度可以根据实际的应用场景不同而作适用性调整,本申请在此不作具体的限定。例如,所述第三预定温度可以大于用户设定温度20摄氏度以上。
当内胆中流体的平均温度较低时,例如低于所述第四预定温度时,为了使得内胆的热水能够得到高效地利用,可以采用高位出水。具体的,可以将第二控制单元切换至第三位置,连通高位出水的出水路径,导出所述内胆上部的流体。其中,所述第四预定温度可以接近用户设定温度,例如,可以略高于或接近用户的设定温度。具体的,该第四预定温度也可以根据实际的应用场景不同而作适用性调整,本申请在此不作具体的限定。例如,所述第四预定温度可以在45摄氏度至50摄氏度。
在本实施方式中,所述内胆混合出水或者高位出水可以利用交替连通设置在所述内胆中的具有不同端口高度的第二管和第三管实现。具体的,所述第二管和第三管在所述内胆中的位置关系和具体连通关系可以参照热水器实施方式的具体描述,本申请在此不再赘述。
本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述,各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可,每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。
以上所述仅为本发明的几个实施例,虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (36)
1.一种热水器,其特征在于,包括:
能够装水和气体的内胆,在所述内胆内能够进行气液混合;
用于对所述内胆中的水进行加热的加热件;
能够为所述内胆中的气体和水进行气液混合提供预定压力的增压源,所述气体包括空气,所述内胆上部存储有预定容积的气体,所述内胆上设置有能与所述增压源连通的第一管;
所述热水器还包括:能与所述增压源连通的供水路径;能与所述内胆连通的供气单元,所述供气单元能与所述内胆连通构成进气路径;能与所述内胆连通的排液路径;设置在所述内胆上的第二管,所述第二管具有伸入所述内胆的第二端口;能与供水端连通的供水管路,所述供水管路与所述第一管或第二管连通能形成所述供水路径;能够和用水终端连通的出水管路,所述出水管路与所述第一管或第二管连通能形成出水路径;能够切换与所述供气单元、供水管路、设置有所述第一管、第二管的内胆、出水管路、排液路径之间连通关系的第一控制单元;
所述第一控制单元具有第一位置,其中,所述第一控制单元的第一位置能将所述供气单元与所述内胆连通,形成所述进气路径;并将所述排液路径与所述内胆连通,对所述内胆进行排水补气。
2.如权利要求1所述的热水器,其特征在于,所述增压源包括下述中的至少一种:与内胆连接并且能够对流入内胆内的水提供预定压力的增压装置、具有预定压力的水,
当所述增压源为增压装置时,所述增压装置与所述内胆相连通,所述增压装置为注入所述内胆中的水和气中的至少一个施加预定压力。
3.如权利要求1所述的热水器,其特征在于,经所述增压源增压后的水能够通过所述第一管导入所述内胆存储有气体的区域中,与所述气体进行气液混合。
4.如权利要求3所述的热水器,其特征在于,所述第一管具有伸入所述内胆的第一端口,所述第一管的第一端口位于或接近所述内胆存储有气体的区域。
5.如权利要求4所述的热水器,其特征在于,所述第一管靠近所述第一端口处设有射流结构,所述射流结构的形式包括:变截面积部。
6.如权利要求4所述的热水器,其特征在于,所述第一控制单元具有第二位置,
所述第一控制单元的第二位置能将所述供水管路、增压源与所述第一管连通在所述内胆中进行气液混合,并形成所述供水路径;将所述出水管路与所述第二管连通,形成出水路径。
7.如权利要求6所述的热水器,其特征在于,所述第一端口的高度高于所述第二端口,所述第一控制单元还包括第三位置,
所述第一控制单元的第三位置能将所述供水管路与所述第二管连通,形成供水路径,并将所述出水管路与所述第一管连通,形成出水路径。
8.如权利要求4所述的热水器,其特征在于,还包括:
能与供水端连通的供水管路,能够和用水终端连通的出水管路;
穿设在所述内胆上的第二管,所述第二管具有伸入所述内胆的第二端口;
穿设在所述内胆上的第三管,所述第三管具有伸入所述内胆的第三端口;
能够切换与所述供气单元、供水管路、设置有所述第一管、第二管及第三管的内胆、出水管路、排液路径之间连通关系的第二控制单元。
9.如权利要求8所述的热水器,其特征在于,所述第二控制单元具有第一位置和第二位置,其中,
所述第二控制单元的第一位置能将所述供气单元与所述内胆连通,形成所述进气路径;并将所述排液路径与所述内胆连通,对所述内胆进行排水补气;
所述第二控制单元的第二位置能将所述供水管路、增压源与所述第一管连通在所述内胆中进行气液混合,并形成所述供水路径;将所述出水管路与所述第二管连通,形成出水路径。
10.如权利要求9所述的热水器,其特征在于,所述第三端口的高度低于所述第一端口和第二端口,所述第二控制单元还包括第三位置,
所述第二控制单元的第三位置能将所述供水管路与所述第三管连通,形成供水路径,并将所述出水管路与所述第一管和/或第二管连通,形成出水路径。
11.如权利要求10所述的热水器,其特征在于,所述热水器还包括:能与所述内胆相连通的第四管,所述内胆上部存储有预定容积的气体时,所述内胆具有预定液位,所述第四管具有第四端口,所述第四端口位于所述预定液位处,所述第四管用于形成排液路径。
12.如权利要求1所述的热水器,其特征在于,所述内胆包括通过并联方式连接的第一内胆和第二内胆以及第三控制单元,所述第三控制单元具有第一位置和第二位置,
所述第三控制单元的第一位置能将所述第一内胆与进气路径和排液路径连通,将所述第二内胆与供水路径连通;
所述第三控制单元的第二位置能将所述第二内胆与进气路径和排液路径连通,将所述第一内胆与供水路径连通。
13.如权利要求1或8所述的热水器,其特征在于,所述第一管为进水管,所述第二管为出水管,在所述出水管或其延伸管路上,或者,所述进水管或其延伸管路上设置有文丘里结构。
14.如权利要求13所述的热水器,其特征在于,所述文丘里结构包括:
相背对的第一口和第二口,所述第一口与第二口之间设有缩颈段,所述缩颈段上设置有用于进气的进气管,所述进气管的一端与所述缩颈段相连通,另一端靠近所述内胆的顶部且高于所述出水管伸入所述内胆中的端口的高度。
15.如权利要求1所述的热水器,其特征在于,所述增压源为增压装置,所述增压装置为能与所述供水管路相连通的水泵;或者,所述增压装置为能与所述供气单元相连通的气泵。
16.如权利要求15所述的热水器,其特征在于:所述供气单元具有进气结构,所述增压装置为水泵,所述进气结构设置在所述水泵上或者设置在所述水泵上游的供水管路上。
17.如权利要求16所述的热水器,其特征在于:所述供气单元或供水管路至少部分共用,在所述进气结构上设置有控制空气流通的第一开关单元,所述进气结构上游的供水管路上设置有控制水流通的第二开关单元。
18.如权利要求1所述的热水器,其特征在于:
所述内胆为承压内胆,所述内胆的胆压范围为:0.1兆帕至3.0兆帕之间。
19.如权利要求2所述的热水器,其特征在于,所述增压装置为水泵,所述水泵包括第一水泵和第二水泵,所述第一水泵与所述第二水泵通过串联或并联的方式连接。
20.如权利要求2所述的热水器,其特征在于,所述热水器还包括设置在所述内胆下游的压力调节装置。
21.如权利要求20所述的热水器,其特征在于,所述增压装置为水泵,当所述水泵开启运行时,所述压力调节装置能将所述水泵至所述压力调节装置之间的压力维持在0.1兆帕以上。
22.如权利要求20所述的热水器,其特征在于,所述压力调节装置具有相对的入口端和出口端,其内部设置有压力调节机构,使所述入口端的压力大于所述出口端的压力。
23.如权利要求20所述的热水器,其特征在于,
所述内胆设置有用于进水的进水管和用于出水的出水管;
所述热水器还包括设置在所述出水管与所述压力调节装置之间或所述出水管上的温度调节装置。
24.如权利要求23所述的热水器,其特征在于,还包括与所述进水管连通的冷水管,所述温度调节装置包括与所述出水管连通的第一开口和与所述冷水管连通的第二开口以及与所述压力调节装置连通的第三开口。
25.如权利要求2所述的热水器,其特征在于,其还包括:用于进水的第一管路和用于出水的第二管路,至少部分所述第一管路能与至少部分所述第二管路进行换热;其中,
所述第一管路包括设置在所述内胆上的进水管和/或与所述进水管连通的延伸管段;
所述第二管路包括设置在所述内胆上的出水管和/或与所述出水管连通的延伸管段。
26.如权利要求25所述的热水器,其特征在于,至少部分所述第二管路套接在所述第一管路外,或者,至少部分所述第二管路能与所述第一管路相接触。
27.一种采用如权利要求1中所述的热水器的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
连通进气路径和排液路径,将气体自所述进气路径输入到内胆中,且将所述内胆内的水经所述排液路径排出,对所述内胆进行排水补气;
当所述内胆的液位降至预定液位时,关闭所述进气路径和排液路径,连通第一管、增压源及供水管路,将水自所述第一管导入到所述内胆存储有气体的区域,并与内胆中的气体进行气液混合,同时增压源对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力。
28.如权利要求27所述的控制方法,其特征在于,所述增压源对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力包括:
利用预定压力的水的压力对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力;或者,
启动增压装置对进入内胆中的水施加预定压力,同时对内胆中的气体和水进行气液混合施加预定压力。
29.如权利要求27所述的控制方法,其特征在于,还包括:
当接收到用水信号时,获取所述内胆中流体的温度信号,根据所述温度信号确定所述内胆中流体的温度分布;
根据所述内胆中流体的温度分布,连通出水路径,控制所述内胆中不同液位的流体通过所述出水路径流出。
30.如权利要求27所述的控制方法,其特征在于:在所述连通进气路径和排液路径,将气体自所述进气路径输入到内胆中,且将所述内胆内的液体经所述排液路径排出之前还包括:
获取预定信号,根据所述预定信号控制第一控制单元切换至第一位置。
31.如权利要求30所述的控制方法,其特征在于,所述当所述内胆的液位降至预定液位时,关闭所述进气路径和排液路径,连通第一管与供水管路,包括:
控制所述第一控制单元切换至第二位置,连通供水管路、增压源和第一管,在所述内胆中进行气液混合。
32.如权利要求29所述的控制方法,其特征在于,所述当接收到用水信号时,所述根据所述内胆中流体的温度分布,连通出水路径,控制所述内胆中不同液位的流体通过所述出水路径流出包括:
当所述内胆中流体的温度高于第一预定温度时,控制第一控制单元位于第二位置,连通出水路径,导出所述内胆下部的流体;
当所述内胆中流体的温度降至第二预定温度以下时,将所述第一控制单元切换至第三位置,连通出水路径,导出所述内胆上部的流体。
33.如权利要求27所述的控制方法,其特征在于:在所述连通进气路径和排液路径,将气体自所述进气路径输入到内胆中,且将所述内胆内的液体经所述排液路径排出之前包括:
获取预定信号,根据所述预定信号将第二控制单元切换至第一位置。
34.如权利要求33所述的控制方法,其特征在于:所述当所述内胆的液位降至预定液位时,关闭所述进气路径和排液路径,连通第一管与供水管路,包括:
控制所述第二控制单元切换至第二位置,连通供水管路、增压源和第一管,在所述内胆中进行气液混合。
35.如权利要求29所述的控制方法,其特征在于:所述当接收到用水信号时,所述根据所述内胆中流体的温度分布,连通出水路径,控制所述内胆中不同液位的流体通过所述出水路径流出包括:
当所述内胆中流体的温度高于第三预定温度时,将第二控制单元位于第二位置,连通出水路径,向用水终端供水;
当所述内胆中流体的温度降至第四预定温度以下时,将所述第二控制单元切换至第三位置,连通出水路径,向用水终端供水。
36.如权利要求30或33所述的控制方法,其特征在于,所述预定信号包括下述中的任意一种或其组合:
用水时间达到预定时长、气液混合物中气体的浓度降低至预定浓度。
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