CN109160665A - 一种可相变制冷的净水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可相变制冷的净水系统，包括过滤装置，该过滤装置上设置有净水出口，该净水出口连接有制冷模块；该制冷模块包括可开启的壳体，该壳体内设置有保温腔室，该保温腔室外包裹有保温层，该保温腔室内可拆卸安装有由相变材料制成的冷源，该保温腔室内还设置有与冷源互不相通的净水流道，该净水流道与冷源相互热交换，且该净水流道上设有连通至壳体外的进水口和出水口。本发明具有体积小、用户有持续冷水引用，无需中断等待、冷水热水相互使用不冲突、节能环保等优点。

Description

一种可相变制冷的净水系统

技术领域

本发明涉及净水装置，尤其是涉及一种可相变制冷的净水系统。

背景技术

净水行业现有的台式净水器，大多仅单独具备加热功能或者制冷功能，而且，现有净水器的制冷方式都是利用电子冰胆制冷或者利用压缩机制冷。但是，这两种制冷方式都需要用户等待一段时间才有冷水饮用，况且，电子冰胆与压缩机的体积都很大，在现有的台式净水器中加装电子冰胆或者压缩机，无疑会增大台式净水器的体积，不适宜现代净水器所要求的体积小、多功能的发展趋势。此外，电子冰胆内部具有长期与水接触的制冷片，制冷片长期浸泡在过滤后的水中，实质上会造成滤水的污染，使得净水器的过滤功能大打折扣。

为此，有必要对现有的净水器进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可即时制冷过滤水、无额外耗电、环保、可即装即用的净水系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可相变制冷的净水系统，包括过滤装置，该过滤装置上设置有净水出口，特别的，该净水出口连接有制冷模块；该制冷模块包括可开启的壳体，该壳体内设置有保温腔室，该保温腔室外包裹有保温层，该保温腔室内可拆卸安装有由相变材料制成的冷源，该保温腔室内还设置有与冷源互不相通的净水流道，该净水流道与冷源相互热交换，且该净水流道上设有连通至壳体外的进水口和出水口。

本发明的原理如下：

使用前，用户开启壳体，将冷源从壳体内取出，放至外部冷冻设备或者低温环境下进行冷藏存储，使冷源释放热量并降温。冷冻后的冷源放入由保温层包裹的保温腔室内进行存储，与外界气温隔离。净水机生产的净水可经进水口流入制冷模块内，并于净水流道内流动。由于冷源可与净水流道热传递，于净水流道内流动的净水也会同时与冷源进行热交换，从而降温，使流入制冷模块的常温水温度迅速降低10℃以上，实现本制冷模块即时制冷过滤水的功能，同时，由于冷源与净水流道互不相通，冷源并不会对在净水流道内流动的净水造成污染，保证了制冷后净水的洁净度。冷却后的净水经出水口流出供用户饮用。

利用相变材料的储能特点，温度低于常温水的冷源可以吸收大量的潜热，使净水流道内的过滤水温度快速降低，且可维持较长的有效时间，足够满足用户工作时间的正常饮用。用户只需定时将制冷箱取出，放至外部冷冻设备或者低温环境下进行冷藏存储，就可以保证净水系统制备冷水功能的实现，无需在净水系统内增加额外的耗电设备，利于净水系统的小型化发展。

壳体内可设置有相互贴合并互不相通的制冷箱和净水箱，该冷源密封于制冷箱内，净水流道形成于净水箱内。制冷箱与净水箱优选由金属制成，也可由塑料材料制备，只需制冷箱与净水箱相互可实现良好的热传递即可。通过制冷箱密封冷源，可避免冷源因泄漏而遗失，而且，密封环境的设计可最大程度保护冷源的储热效果。净水箱与制冷箱相互贴合的设计，可以在保证本制冷模块体积最小化的情况下，最大程度地保证冷源与净水流道的热传递效果。

本制冷模块的壳体为可开启设计，这是为了方便用户取出冷源或者制冷箱。壳体可采用上部开启或者侧面开启的方式。开启壳体后，用户即可直接将冷源或者制冷箱从保温腔室内取出。而为了提醒用户定期取出冷源或者制冷箱重新冷冻，本制冷模块可以配合定时装置、计时装置等装置使用，周期性提醒用户更换冷源。

壳体采用上部开启的设计时，壳体可包括相互盖合的顶盖和底腔体，底腔体顶部开口，顶盖盖合于底腔体顶部的开口上，该顶盖与底腔体的内部均设置有由保温材料制成的保温层。制冷箱优选设置于净水箱的上方，制冷箱上设置有朝向底腔体开口的把手。这样，用户只需打开顶盖，即可通过把手将制冷箱取出。

壳体采用上部开启的设计时，制冷箱可以包裹在净水箱外，也可以被净水箱包裹，只需保证制冷箱与净水箱有足够的接触面积，使处于常温下的净水通过净水通道后水温可下降10℃以上。具体的，该净水箱可包括呈横列设置的过水部和至少两个相互平行且竖直设置的蓄水部，该过水部与蓄水部相互连通，净水流道形成于过水部和蓄水部内，且该进水口和出水口形成于该过水部上，相邻两蓄水部之间形成有间隙；该制冷箱可包括呈横列布置的横向冷源部、两个相互平行且竖直设置的边侧冷源部和至少一个与边侧冷源部相平行的中部冷源部，该中部冷源部处于两边侧冷源部之间，该中部冷源部、边侧冷源部均与横向冷源部相连；该横向冷源部贴合于蓄水部的顶部，两边侧冷源部分别贴合于两蓄水部的外侧，中部冷源部与该间隙相配合并嵌入该间隙内。又或者，该净水箱可包括两个边侧过水部，该进水口与出水口分别形成于两边侧过水部上，两边侧过水部之间并排设置有若干个相互依次连通的延流过水组，该延流过水组与边侧过水部相连通，该延流过水组包括两个相互连通并与边侧过水部相平行的延流过水部，且任意两相邻过水部的净水流向相反；该边侧过水部与延流过水组之间、相邻延流过水组之间均形成有间隙；该制冷箱包括呈横列布置的横向冷源部和至少两个相互平行且竖直设置的竖向冷源部，该横向冷源部位于两边侧过水部之间并与竖向冷源部相连，该竖向冷源部与该间隙相配合并嵌入该间隙内。这样，净水箱与制冷箱形成交错式布局，净水通道的外壁均贴合有冷源，有效增加了制冷模块的降温效率。

上述任意两相邻过水部的净水流向相反是指任意一个边侧过水部内的水流方向与相邻于该边侧过水部的延流过水部内的水流方向相反，同时，相邻两个延流过水部内的水流方向亦相反。

壳体采用侧面开启的设计时，壳体可包括相互盖合的侧盖和主腔体，主腔体的侧面开口，侧盖盖合于主腔体侧面的开口上，该侧盖和主腔体的内部均设置有由保温材料制成的保温层。制冷箱优选沿净水流道的导向布置并贴合设置于净水箱的两侧，制冷箱与净水箱形成并列式布局，净水通道的外壁同样贴合有冷源，有效增加了制冷模块的降温效率。

为强化净水于净水流道内的热交换效果，该净水流道于进水口可设置有旋流组件，净水流道于出水口可设置有流体整流组件。利用扰流组件，净水进入净水流道时可形成紊流，这样可以强化净水与冷源的热交换效果，而设置于出水口的流体整流组件可以减弱净水的扰流程度，以便用户接取净水引用。具体的，该旋流组件包括安装于进水口的漩涡模块，该漩涡模块包括呈柱状结构的盖体，盖体内设置有与进水口相连通的进水通道，盖体的顶部设置有若干个绕盖体中轴线均匀布置的喷水块，该喷水块上设置有开口朝向相邻喷水块的喷水口，该喷水口与进水通道相连通。净水经进水通道进入喷水口，并经喷水口流入进水口内，通过喷水块环绕盖体中轴线的布局，净水从喷水口流入会形成旋流，使进入净水流道内的净水与冷源的热交换效率更高。

本净水系统还可具备加热功能。于净水出口连接有加热组件，该加热组件包括加热模块和温控模块，该加热模块与净水出口相连通，该温控模块与加热模块相连通。本加热组件与制冷模块并联接通于净水出口，用户即可根据自身需求接取常温水/冷水/热水饮用。

本发明具有体积小、用户有持续冷水引用，无需中断等待、冷水热水相互使用不冲突、节能环保等优点。

附图说明

图1是本发明实施例1中净水系统的组成示意图；

图2是本发明实施例1中制冷模块的剖面示意图；

图3是本发明实施例1中制冷模块的剖面侧视图；

图4是本发明实施例2中漩涡模块的示意图；

图5是本发明实施例3中制冷模块的剖面示意图；

图6是本发明实施例3中制冷模块的剖面示意图；

图7是本发明实施例4中制冷模块的剖面示意图；

图8是本发明实施例4中制冷模块的剖面示意图；

图9是本发明实施例4中制冷模块的剖面示意图。

附图标记说明：1-原水箱；2-原水TDS；3-复合滤芯；4-自吸泵；5-RO滤芯；6-冲洗电磁阀；7-浓水箱；8-碳棒滤芯；9-纯水箱；10-第一抽水泵；11-进水温控模块；12-加热模块；13-出水温控模块；14-第二抽水泵；15-制冷模块；16-顶盖；17-底腔体；18-保温腔室；19-保温层；20-净水箱；21-制冷箱；22-过水部；23-蓄水部；24-进水口；25-出水口；26-间隙；27-横向冷源部；28-竖向冷源部；29-把手；30-盖体；31-喷水块；32-喷水口；33-中部冷源部；34-边侧过水部；35-第一延流过水部；36-第二延流过水部；37-第三延流过水部；38-第四延流过水部；39-第一横向过水部；40-第二横向过水部；41-第三横向过水部；42-第四横向过水部；43-第五横向过水部；44-横向冷源部；45-竖向冷源部；46-侧盖；47-主腔体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1

如图1～3所示的净水系统，该净水系统包括原水箱1，原水箱1上连接有用于检测原水水质的原水TDS2。于原水箱1的下游，原水箱1连接有复合滤芯3和自吸泵4，以抽取原水经进行初次过滤。于自吸泵4的下游，该自吸泵4连接有RO滤芯5，经初次过滤的水流入RO滤芯5后，产生的浓水经冲洗电磁阀6流入浓水箱7，产生的纯水则流入碳棒滤芯8进行第三次过滤，以改善滤水的口感。经第三次过滤后的纯水流入纯水箱9内存储。

纯水箱9上设置有净水出口，该净水出口通过浮球开关连接有两条支路，分别是加热支路和制冷支路，其中，加热支路内依次设置有与纯水箱9连通的第一抽水泵10、进水温控模块11、加热模块12和出水温控模块13，进水温控模块11设置于加热模块12的上游，以监测纯水流入加热模块12前的温度；出水温控模块13设置于加热模块12的下游，以监测纯水流入加热模块12后的温度。该进水温控模块11、出水温控模块13与加热模块12通信连接，加热模块12内设置有数控板，该数控板接收传递自进水温控模块11与出水温控模块13的信息，从而控制加热模块12的工作状态。根据用户需求设定的出水温度，结合进水温控模块11监测纯水流入加热模块12前的温度，数控板即控制加热模块12的工作时间和工作功率，使加热后的纯水达到用户设定的出水温度。加热后的纯水经出水温控模块13流入出水嘴内，供用户饮用。

制冷支路内则依次设置有与纯水箱9连通的第二抽水泵14和制冷模块15，其中，该制冷模块15包括采用上部开启设计的壳体，该壳体由相互盖合的顶盖16和底腔体17组成，，底腔体17的顶部开口，顶盖16盖合于该开口，与底腔体17构成保温腔室18。该顶盖16与底腔体17的内部均设置有由保温材料制成的保温层19，该保温层19包裹在保温腔室18外。该保温腔室18内设置有相互贴合的净水箱20和制冷箱21，制冷箱21包裹在净水箱20外。

如图2、3所示，净水箱20设置在保温腔室18的底部，且净水箱20的前壁与后壁分别与保温腔室18贴合，净水箱20的左侧壁与右侧壁则分别与制冷箱21贴合。本实施例1中，净水箱20包括呈横列设置的过水部22和三个相互并列且竖直设置的蓄水部23，过水部22与各蓄水部23相互连通构成净水流道。过水部22位于保温腔室18的底部，该过水部22的底部设置有连通至壳体外的进水口24和出水口25，，该进水口24与出水口25优选设置于过水部的底部。进水口24与净水出口相连通，出水口25则与出水嘴相连通。蓄水部23设置于过水部22的顶部且该蓄水部23的内径大于该过水部22的内径，相邻蓄水部23之间还形成有间隙26。净水经进水口24流入净水流道内后，由于过水部22内径的限制，部分净水会先流入蓄水部23内，再逐步流入过水部22。同时，这将增加冷源与净水热交换的时间，强化制冷模块的降温效果。而且，通过调整经进水口24进入净水流道的净水流速，用户可控制净水于制冷模块内的流动时间，从而控制净水的降温幅度。

本实施例1中，制冷箱21由钣金件制成，其包括呈横列布置的横向冷源部27、两个相互平行且竖直设置的边侧冷源部28和两个与边侧冷源部28相平行的中部冷源部33，两中部冷源部33处于两边侧冷源部28之间。该横向冷源部27与边侧冷源部28、中部冷源部33相互连通，且横向冷源部27与边侧冷源部28、中部冷源部33均填充有由相变材料制成的冷源。本实施例中，该冷源为冰盐混合物。该横向冷源部27贴合于蓄水部23的顶部，位于中部位置的中部冷源部33嵌入间隙26内，位于两侧的边侧冷源部28分别贴合于处于边缘位置的两蓄水部23的外侧，使净水箱20与制冷箱21形成交错式布局，冷源包裹净水流道并与净水流道热传递。此外，底腔体17的顶部设置有开口，该制冷箱21上设置有朝向该开口的把手29，以便用户提取制冷箱21。

使用前，制冷箱21经壳体取出，放至外部冷冻设备或者低温环境下进行冷藏存储，使冷源释放热量并降温。冷藏后的制冷箱21放入由保温层19包裹的保温腔室18内进行存储，与外界气温隔离。本净水系统经过滤装置生产净水后，净水经净水出口流入制冷模块15内，并于净水流道内流动。由于净水箱20与制冷箱21是相互隔离的，位于制冷箱21内的冷源并不会污染位于净水箱20内的纯水，最大程度保证纯水的洁净。由于冷源可与净水流道进行热传递，于净水流道内流动的净水也会同时与冷源进行热交换，从而降温，使流入制冷模块15的常温水温度迅速降低10℃以上，一分钟即可产出400ml～600ml的冰水，实现净水系统即时制冷过滤水的功能，同时，基于用户的需求，净水经进水口24流入净水通道后，也可以在净水通道内停留一段时间后再流出。冷却后的净水经水嘴流出供用户饮用。

实施例2

本实施例2与实施例1的不同之处在于，在本实施例2中，如图4所示，该进水口24内安装有旋流组件，出水口25内安装有流体整体组件(图中无显示)并与饮水机的出水嘴相连通。流体整体组件可采用现有常规设计，这里不再赘述。

本实施例2中，该旋流组件包括安装于进水口的漩涡模块，其包括呈柱状结构的盖体30，盖体30内设置有与进水口24相连通的进水通道(图中无显示)，盖体30的顶部设置有多个绕盖体30中轴线均匀布置的喷水块31，多个喷水块31分设两圈绕盖体30中轴线布置，两圈喷水块31呈同心排列。喷水块31上设置有开口朝向相邻喷水块31的喷水口32，该喷水口32与进水通道相连通。净水经进水通道进入喷水口32，并经喷水口32流入进水口24内，通过喷水块31环绕盖体30中轴线的布局，净水从喷水口32流入会形成旋流，可使进入净水流道内的净水与冷源的热交换效率更高。

实施例3

本实施例3与实施例1的不同之处在于，本实施例3中，净水箱5包裹在制冷箱6外。如图5～6所示，净水箱包括两个边侧过水部34，该进水口9与出水口10分别形成于两边侧过水部34上并位于两边侧过水部34的上方，靠近顶盖1且连通至壳体的侧壁。两边侧过水部34之间并排设置有两个相互依次连通的延流过水组，两个延流过水组均与边侧过水部34相连通。

两个延流过水组均包括两个相互连通并与边侧过水部34相平行的延流过水部，分别为第一延流过水部35、第二延流过水部36、第三延流过水部37和第四延流过水部38，其中，第一延流过水部35与第二延流过水部36通过第一横向过水部39连通，构成一组延流过水组，第一横向过水部39靠近顶盖1设置；第三延流过水部37与第四延流过水部38通过第二横向过水部40连通，构成另一组延流过水组，第二横向过水部40靠近顶盖1设置。此外，第一延流过水部35还通过第三横向过水部41与边侧过水部34连通，第四延流过水部38通过第四横向过水部42与另一边侧过水部34相通，第二延流过水部36与第三延流过水部37通过第五横向过水部43相通，第三横向过水部41、第四横向过水部42与第五横向过水部43均布置于保温腔室3的底部。此外，边侧过水部34与延流过水组之间、相邻延流过水组之间均形成有间隙11。

本实施例3中，制冷箱6由呈横列布置的横向冷源部44和三个相互平行且竖直设置的竖向冷源部45构成，该横向冷源部44位于两边侧过水部34之间并与竖向冷源部45相连，该竖向冷源部45与该间隙11相配合并嵌入该间隙11内。这样，净水箱5与制冷箱6形成交错式布局，净水通道的外壁均贴合有冷源，有效增加了制冷模块的降温效率。

实施例4

本实施例4与实施例1的不同之处在于，本实施例4中，壳体采用侧面开启的设计。本实施例4中，如图7～9所示，壳体包括相互盖合的侧盖46和主腔体47，主腔体47的侧面开口，侧盖46盖合于主腔体47侧面的开口上，该侧盖46和主腔体47的内部均设置有由保温材料制成的保温层4。

如图7所示，本实施例4中，净水箱5的纵截面轮廓呈螺旋状分布，进水口9设置于该螺旋线的起点位置并连通至壳体的侧壁，出水口10设置于该螺旋线的终点位置并连通至壳体的侧壁，同时，制冷箱6的纵截面轮廓也呈螺旋状分布，且制冷箱6沿净水箱5内净水流道的导向延伸布置，贴合于净水箱5的上下两侧，而净水箱5与制冷箱6的前后两侧则贴合于保温腔室3上。制冷箱5与净水箱6形成并列式布局，净水通道的外壁同样贴合有冷源，有效增加了制冷模块的降温效率。

本说明书列举的仅为本发明的较佳实施方式，凡在本发明的工作原理和思路下所做的等同技术变换，均视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可相变制冷的净水系统，包括过滤装置，所述过滤装置上设置有净水出口，其特征是：所述净水出口连接有制冷模块；所述制冷模块包括可开启的壳体，所述壳体内设置有保温腔室，所述保温腔室外包裹有保温层，所述保温腔室内可拆卸安装有由相变材料制成的冷源，所述保温腔室内还设置有与冷源互不相通的净水流道，所述净水流道与冷源相互热交换，且所述净水流道上设有连通至壳体外的进水口和出水口，所述进水口与所述净水出口相连通。

2.根据权利要求1所述的可相变制冷的净水系统，其特征是：所述壳体内设置有相互贴合并互不相通的制冷箱和净水箱，所述冷源密封于制冷箱内，所述净水流道形成于净水箱内。

3.根据权利要求2所述的可相变制冷的净水系统，其特征是：所述壳体包括相互盖合的顶盖和底腔体，所述底腔体顶部开口，所述顶盖盖合于底腔体顶部的开口上，所述顶盖与底腔体的内部均设置有由保温材料制成的保温层；所述制冷箱设置于所述净水箱的上方。

4.根据权利要求3所述的可相变制冷的净水系统，其特征是：所述底腔体顶部开口，所述制冷箱上设置有朝向所述开口的把手。

5.根据权利要求3所述的可相变制冷的净水系统，其特征是：所述净水箱包括呈横列设置的过水部和至少两个相互平行且竖直设置的蓄水部，所述过水部与所述蓄水部相互连通，所述净水流道形成于过水部和蓄水部内，且所述进水口和所述出水口形成于所述过水部上，相邻两蓄水部之间形成有间隙；所述制冷箱包括呈横列布置的横向冷源部、两个相互平行且竖直设置的边侧冷源部和至少一个与边侧冷源部相平行的中部冷源部，所述中部冷源部处于两边侧冷源部之间，所述中部冷源部、边侧冷源部均与所述横向冷源部相连；所述横向冷源部贴合于蓄水部的顶部，两边侧冷源部分别贴合于两蓄水部的外侧，中部冷源部与该间隙相配合并嵌入该间隙内。

6.根据权利要求3所述的可相变制冷的净水系统，其特征是：所述净水箱包括两个边侧过水部，所述进水口与所述出水口分别形成于两边侧过水部上，两边侧过水部之间并排设置有若干个相互依次连通的延流过水组，所述延流过水组与边侧过水部相连通；所述延流过水组包括两个相互连通并与边侧过水部相平行的延流过水部，且任意两相邻过水部的净水流向相反；所述边侧过水部与延流过水组之间、相邻延流过水组之间均形成有间隙；所述制冷箱包括呈横列布置的横向冷源部和至少两个相互平行且竖直设置的竖向冷源部，所述横向冷源部位于两边侧过水部之间并与竖向冷源部相连，所述竖向冷源部与该间隙相配合并嵌入该间隙内。

7.根据权利要求2所述的可相变制冷的净水系统，其特征是：所述壳体包括相互盖合的侧盖和主腔体，所述主腔体的侧面开口，所述侧盖盖合于主腔体侧面的开口上，所述侧盖和所述主腔体的内部均设置有由保温材料制成的保温层；所述制冷箱沿净水流道的导向布置并贴合设置于所述净水箱的两侧。

8.根据权利要求1所述的可相变制冷的净水系统，其特征是：于所述净水出口连接有加热组件，所述加热组件包括加热模块和温控模块，所述加热模块与净水出口相连通，所述温控模块与加热模块相连通。

9.根据权利要求8所述的可相变制冷的净水系统，其特征是：所述温控模块包括用于监测纯水流入加热模块前温度的进水温控模块和用于监测纯水流入加热模块后温度的出水温控模块；所述进水温控模块设置于加热模块的上游，所述出水温控模块设置于加热模块的下游，且所述进水温控模块、出水温控模块与所述加热模块通信连接；所述加热模块内设置有可调控加热模块工作状态的数控板，所述数控板接收传递自进水温控模块与出水温控模块的信息。

10.根据权利要求1所述的可相变制冷的净水系统，其特征是：所述净水流道于进水口可设置有旋流组件，所述净水流道于出水口可设置有流体整流组件；所述旋流组件包括安装于进水口的漩涡模块，所述漩涡模块包括呈柱状结构的盖体，所述盖体内设置有与进水口相连通的进水通道，所述盖体的顶部设置有若干个绕盖体中轴线均匀布置的喷水块，所述喷水块上设置有开口朝向相邻喷水块的喷水口，所述喷水口与进水通道相连通。