CN109682057A - 一种预加热净水器的加热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种预加热净水器，包括纯水蓄水箱、与纯水蓄水箱底部相连的主管线，所述主管线沿水流方向依次串联有第一三通阀、水泵、加热器、第二三通阀、出水口；所述第一三通阀与第二三通阀之间还并联有保温蓄水胆；还包括用于控制第一三通阀、第二三通阀切换导通管路及控制加热器加热的控制器；可直接提供常温水，或直接加热提供中温水，或通过对保温蓄水胆预热，在需要高温水时重复加热保温蓄水胆内的中温水提供高温水。本发明具有在相同的功率下及出水流量下能保证足够高的出水温度，在相同的功率及出水温度下，保证足够高的流量，结构简单，便于控制且使用寿命长的优点。

Description

一种预加热净水器的加热方法
技术领域
本发明涉及净水设备领域，具体涉及一种预加热净水器的加热方法。
背景技术
随着社会普遍健康意识的提高，人们逐渐意识到生活中存在的种种健康隐患，其中就包括饮用水水质问题，为了能够获得更健康的饮用水，越来越多的人选择使用净水器。净水器也叫净水机、水质净化器，常用的净水器，一般是指用作家庭使用的小型净水器。为了提高用户的使用体验，现有的净水器很多都添加了加热装置，现有的净水器大多采用单个加热管组件进行加热，而在功率一定的情况下，要将加热管组件中的净水从常温加热至（所需要的温度）如95℃，所需时间比较长，用户无法快速便捷地获得热水，如采用速加热器加热时热水的出水流量比较小，用户接水需要花费较长时间。
根据上述问题，现有专利有公开一种带预加热功能的净水器，所述净水器包括：水箱，加热组件、保温胆、泵组件一、泵组件二以及电磁阀组件；其中，所述水箱用于存储经过滤后的水，所述泵组件一分别与所述水箱和所述加热组件连接，以将所述水箱中的水抽入所述加热组件中；泵组件二分别与所述保温胆和所述加热组件连接，以将所述保温胆中的水抽入所述加热组件中；所述电磁阀组件与所述保温胆、所述加热组件以及外部连接，用于将经过所述加热组件的加热的水直接向外部排出或排入所述保温胆中。总体来看现有的预热技术分为两种，一种是上述对的预热方式另一种是两个加热体，一个用来预热，一个用来进一步加热。
但是该专利在实际操作时需要提供两个水泵才能实现预加热，其生产成本高，多一个水泵即意味着水泵出现问题导致的可靠性就降低一半，同时控制方面也较为麻烦，两个水泵中其用于控制保温胆热循环的泵组件二始终处于输送热水的状态，长时间的高温会严重降低泵组件二的使用寿命及可靠性；同时现有的需要两个加热体，成本较高，而且更多的加热体在同一个机器里，用电安全性不高；使用两个水泵，其水泵的控制需要频繁的切换，会导致设备整体的可靠性降低。
发明内容
基于上述问题，本发明目的在于提供一种预加热净水器的加热方法，在相同的功率下及出水流量下能保证足够高的出水温度，在相同的功率及出水温度下，保证足够高的流量，结构简单，便于控制且使用寿命长。
针对以上问题，提供了如下技术方案：一种预加热净水器的加热方法，包括纯水蓄水箱、与纯水蓄水箱底部相连的主管线，所述主管线沿水流方向依次串联有第一三通阀、水泵、加热器、第二三通阀、出水口；所述第一三通阀与第二三通阀之间还并联有保温蓄水胆；还包括用于控制第一三通阀、第二三通阀切换导通管路及控制加热器加热的控制器; 其工作流程为：S1，根据用户选择的水温，控制器判断用户选择的水温区间；若在低温区，则进入S2，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，使纯水蓄水箱内的水通过主管线抽送经第一三通阀、水泵、加热器、第二三通阀后从出水口流出，此时加热器不通电；若在中温区，则进入S3，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，同时开启加热器，使纯水蓄水箱内的水通过主管线抽送经第一三通阀、水泵、加热器加热、第二三通阀后从出水口流出；若在高温区，则进入S4，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，同时开启加热器，使保温蓄水胆内的中温水从第一三通阀流入到达加热器再次加热后从第二三通阀流出排往出水口。
上述结构中，实现三种不同温度的要求，尤其是在需要高温水时，由于是对保温蓄水胆内的中温水进行再次加热，因此在保证出水温度的同时能保证足够的出水流量，由于本方案只需一个水泵即可实现，因此水泵在工作时既能接触到中温水也能接触到低温水，有利于水泵冷却降温，延长使用寿命提高整体可靠性。
进一步的，当用户未在取水状态、且保温蓄水胆内水位低于预设水位时，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，使纯水蓄水箱内的水通过主管线抽送经第一三通阀、水泵、加热器、第二三通阀后流入保温蓄水胆直至水位到达设定高度。
上述结构中，避免用户在取水状态下开启补水模式影响用户取水。
进一步的，当用户未在取水状态、保温蓄水胆内水位到达预设水位、且保温蓄水胆内水温低于预设第一阈值水温时，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，同时开启加热器，使保温蓄水胆内的水从第一三通阀流入到达加热器加热后从第二三通阀流出排回至保温蓄水胆实现保温预热，使保温蓄水胆内暂存中温水，以实现循环加热模式，直至保温蓄水胆内水温到达预设的第二阈值时，循环加热模式随即关闭。
上述结构中，能避免用户取水状态下与循环加热产生冲突。
进一步的，所述保温蓄水胆顶部设有与纯水蓄水箱顶部连通的排气管，在保温蓄水胆预热过程中或补水时，将其内部的水蒸气或多余空气排出至纯水蓄水箱。
上述结构中，可避免保温蓄水胆内部压力堆积。
进一步的，所述保温蓄水胆顶部设有与第二三通阀相连的循环水进管；所述保温蓄水胆底部设有与第一三通阀相连的循环水出管；在保温蓄水胆循环预热时，优先抽走保温蓄水胆底部温度较低的水进行加热。
上述结构中，能使循环水进管向保温蓄水胆内部注水时带入水中的气泡有足够的上浮时间，避免气泡被抽至加热器内影响加热器加热或造成异响。
进一步的，所述第一三通阀及第二三通阀为电磁阀。
上述结构中，电磁阀具有控制方便的优点。
进一步的，所述纯水蓄水箱内设有纯水水位传感器；所述保温蓄水胆内设有保温水位传感器。
上述结构中，纯水水位传感器用于检测纯水蓄水箱内当前水位；保温水位传感器用于检测保温蓄水胆内水位高度。
进一步的，所述纯水水位传感器及保温水位传感器与控制器相连；纯水水位传感器检测到纯水蓄水箱水位低于设定高度时，可利用控制器控制前置过滤器工作将过滤后的纯水注入纯水蓄水箱。
上述结构中，可保证纯水蓄水箱及保温蓄水胆在缺水时能进行补水。
进一步的，所述纯水蓄水箱内设有纯水水温传感器；所述保温蓄水胆内设有保温水温传感器。
上述结构中，纯水水温传感器用于检测纯水蓄水箱内纯水温度；保温水温传感器用于检测保温蓄水胆内水温。
进一步的，所述纯水水温传感器及保温水温传感器与控制器相连；纯水水温传感器用于向控制器发送纯水水温，所述加热器加热功率为N/KW，根据公式“流量（L/H）=功率（N/KW）*860/△温差（t）”，温差（t）=出水口水温-纯水蓄水箱水温或保温蓄水胆水温，在流量保持固定时，根据温差大小通过控制器调节加热器加热功率实现固定流量下不同温度的加热；保温水温传感器通过设置第一阈值及第二阈值，第二阈值水温高于第一阈值，如第一阈值60℃，第二阈值65℃，当保温蓄水胆内水温低于第一阈值时，循环加热模式开启，当水温达到第二阈值时，控制器随即关闭水泵及加热器，使保温蓄水胆内水温保持在60℃-65℃之间。
上述结构中，在温差较小且流量固定时，可通过温差公式来控制加热器功率实现恒流出水。
进一步的，所述出水口为水汽分离器，所述出水口上设有出水嘴及与纯水蓄水箱顶部连通的蒸汽收集管。
上述结构中，在高温水流出时，容易掺杂一定的高温气泡，水汽分离器可将水与气泡分离，并将分离出的水蒸气排回纯水蓄水箱进行回收冷却。
进一步的，所述第一三通阀为两进一出阀；所述第二三通阀为一进两出阀；所述第一三通阀、第二三通阀每个均可通过两个双通截止阀并联组合而成。
上述结构中，为第一三通阀及第二三通阀的另一种拆分方案。
进一步的，所述加热器为石英管加热体或厚膜加热体或氮化硅加热棒。
上述结构中，石英管加热体、厚膜加热体、氮化硅加热棒具有热效率高，节能环保，使用寿命长的优点。
本发明的有益效果：用户在需要使用低温水时，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，使纯水蓄水箱内的水通过主管线抽送经第一三通阀、水泵、加热器、第二三通阀后从出水口流出；当用户需要使用中温水时，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，同时开启加热器，使纯水蓄水箱内的水通过主管线抽送经第一三通阀、水泵、加热器加热、第二三通阀后从出水口流出；在用户不使用时，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，同时开启加热器，使保温蓄水胆内的水从第一三通阀流入到达加热器加热后从第二三通阀流出排回至保温蓄水胆实现保温预热，使保温蓄水胆内暂存中温水，实现循环加热模式；当用户需要使用高温水时，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，同时开启加热器，使保温蓄水胆内的中温水从第一三通阀流入到达加热器再次加热后从第二三通阀流出排往出水口；从而实现三种不同温度的要求，尤其是在需要高温水时，由于是对保温蓄水胆内的中温水进行再次加热，因此在保证出水温度的同时能保证足够的出水流量，由于本方案只需一个水泵即可实现，因此水泵在工作时既能接触到中温水也能接触到低温水，有利于水泵冷却降温，延长使用寿命提高整体可靠性，同时通过预热后的水只需再次加热即可，减少高温水输出时设备整体的功率。
附图说明
图1为本发明的整机结构示意图。
图2为本发明的低温出水及中温出水水流状态示意图。
图3为本发明的预热保温水流状态示意图。
图4为本发明的高温出水水流状态示意图。
图5为本发明的保温蓄水胆补水水流状态示意图。
图6为本发明的两个三通阀改为两个双通截止阀并联组合的结构示意图。
图7为本发明的控制流程示意图。
图8为本发明的不同温度的出水流程示意图。
图中标号含义：10-纯水蓄水箱；101-纯水水位传感器；102-纯水水温传感器；11-主管线；12-第一三通阀；13-水泵；14-加热器；15-第二三通阀；16-出水口；161-出水嘴；162-蒸汽收集管；17-保温蓄水胆；171-排气管；172-循环水进管；173-循环水出管；174-保温水位传感器；175-保温水温传感器；18-控制器；19-双通截止阀；20-前置过滤器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参考图1至图8，如图1至图8所示的一种预加热净水器的加热方法，包括纯水蓄水箱10、与纯水蓄水箱10底部相连的主管线11，所述主管线11沿水流方向依次串联有第一三通阀12、水泵13、加热器14、第二三通阀15、出水口16；所述第一三通阀12与第二三通阀15之间还并联有保温蓄水胆17；还包括用于控制第一三通阀12、第二三通阀15切换导通管路及控制加热器14加热的控制器18; 其工作流程为：S1，根据用户选择的水温，控制器18判断用户选择的水温区间；若在低温区，则进入S2，控制器18控制第一三通阀12、第二三通阀15切换及水泵13工作，使纯水蓄水箱10内的水通过主管线11抽送经第一三通阀12、水泵13、加热器14、第二三通阀15后从出水口16流出，此时加热器14不通电；若在中温区，则进入S3，控制器18控制第一三通阀12、第二三通阀15切换及水泵13工作，同时开启加热器14，使纯水蓄水箱10内的水通过主管线11抽送经第一三通阀12、水泵13、加热器14加热、第二三通阀15后从出水口16流出；若在高温区，则进入S4，控制器18控制第一三通阀12、第二三通阀15切换及水泵13工作，同时开启加热器14，使保温蓄水胆17内的中温水从第一三通阀12流入到达加热器14再次加热后从第二三通阀15流出排往出水口16。
上述结构中，实现三种不同温度的要求，尤其是在需要高温水时，由于是对保温蓄水胆17内的中温水进行再次加热，因此在保证出水温度的同时能保证足够的出水流量，由于本方案只需一个水泵13即可实现，因此水泵13在工作时既能接触到中温水也能接触到低温水，有利于水泵13冷却降温，延长使用寿命提高整体可靠性。
本实施例中，当用户未在取水状态、且保温蓄水胆17内水位低于预设水位时，控制器18控制第一三通阀12、第二三通阀15切换及水泵13工作，使纯水蓄水箱10内的水通过主管线11抽送经第一三通阀12、水泵13、加热器14、第二三通阀15后流入保温蓄水胆17直至水位到达设定高度。
上述结构中，避免用户在取水状态下开启补水模式影响用户取水。
本实施例中，当用户未在取水状态、保温蓄水胆17内水位到达预设水位、且保温蓄水胆17内水温低于预设第一阈值水温时，控制器18控制第一三通阀12、第二三通阀15切换及水泵13工作，同时开启加热器14，使保温蓄水胆17内的水从第一三通阀12流入到达加热器14加热后从第二三通阀15流出排回至保温蓄水胆17实现保温预热，使保温蓄水胆17内暂存中温水，以实现循环加热模式，直至保温蓄水胆17内水温到达预设的第二阈值时，循环加热模式随即关闭。
上述结构中，能避免用户取水状态下与循环加热产生冲突。
本实施例中，所述保温蓄水胆17顶部设有与纯水蓄水箱10顶部连通的排气管171，在保温蓄水胆17预热过程中或补水时，将其内部的水蒸气或多余空气排出至纯水蓄水箱10。
上述结构中，可避免保温蓄水胆17内部压力堆积。
本实施例中，所述保温蓄水胆17顶部设有与第二三通阀15相连的循环水进管172；所述保温蓄水胆17底部设有与第一三通阀12相连的循环水出管173；在保温蓄水胆17循环预热时，优先抽走保温蓄水胆17底部温度较低的水进行加热。
上述结构中，能使循环水进管172向保温蓄水胆17内部注水时带入水中的气泡有足够的上浮时间，避免气泡被抽至加热器14内影响加热器14加热或造成异响。
本实施例中，所述第一三通阀12及第二三通阀15为电磁阀。
上述结构中，电磁阀具有控制方便的优点。
本实施例中，所述纯水蓄水箱10内设有纯水水位传感器101；所述保温蓄水胆17内设有保温水位传感器174。
上述结构中，纯水水位传感器101用于检测纯水蓄水箱10内当前水位；保温水位传感器174用于检测保温蓄水胆17内水位高度。
本实施例中，所述纯水水位传感器101及保温水位传感器174与控制器18相连；纯水水位传感器101检测到纯水蓄水箱10水位低于设定高度时，可利用控制器18控制前置过滤器20工作将过滤后的纯水注入纯水蓄水箱10。
上述结构中，可保证纯水蓄水箱10及保温蓄水胆17在缺水时能进行补水。
本实施例中，所述纯水蓄水箱10内设有纯水水温传感器102；所述保温蓄水胆17内设有保温水温传感器175。
上述结构中，纯水水温传感器102用于检测纯水蓄水箱10内纯水温度；保温水温传感器175用于检测保温蓄水胆17内水温。
本实施例中，所述纯水水温传感器102及保温水温传感器175与控制器18相连；纯水水温传感器102用于向控制器18发送纯水水温，所述加热器14加热功率为N/KW，根据公式“流量（L/H）=功率（N/KW）*860/△温差（t）”，温差（t）=出水口16水温-纯水蓄水箱10水温或保温蓄水胆17水温，在流量保持固定时，根据温差大小通过控制器18调节加热器14加热功率实现固定流量下不同温度的加热；保温水温传感器175通过设置第一阈值及第二阈值，第二阈值水温高于第一阈值，如第一阈值60℃，第二阈值65℃，当保温蓄水胆17内水温低于第一阈值时，循环加热模式开启，当水温达到第二阈值时，控制器18随即关闭水泵13及加热器14，使保温蓄水胆17内水温保持在60℃-65℃之间。
上述结构中，在温差较小且流量固定时，可通过温差公式来控制加热器14功率实现恒流出水。
本实施例中，所述出水口16为水汽分离器，所述出水口16上设有出水嘴161及与纯水蓄水箱10顶部连通的蒸汽收集管162。
上述结构中，在高温水流出时，容易掺杂一定的高温气泡，水汽分离器可将水与气泡分离，并将分离出的水蒸气排回纯水蓄水箱10进行回收冷却。
本实施例中，所述第一三通阀12为两进一出阀；所述第二三通阀15为一进两出阀；所述第一三通阀12、第二三通阀15每个均可通过两个双通截止阀19并联组合而成。
上述结构中，为第一三通阀12及第二三通阀15的另一种拆分方案。
本实施例中，所述加热器14为石英管加热体或厚膜加热体或氮化硅加热棒。
上述结构中，石英管加热体、厚膜加热体、氮化硅加热棒具有热效率高，节能环保，使用寿命长的优点。
本实施例中，所提及的低温区区间为常温（即纯水水温传感器102测得的纯水水温）、中温区区间为常温至保温蓄水胆保温水温、高温区区间为保温蓄水胆保温水温至100℃，所述中温区及高温度可根据用户需求进行调节，并通过控制器18控制加热器14功率实现。
本发明的有益效果：用户在需要使用低温水时，控制器18控制第一三通阀12、第二三通阀15切换及水泵13工作，使纯水蓄水箱10内的水通过主管线11抽送经第一三通阀12、水泵13、加热器14、第二三通阀15后从出水口16流出；当用户需要使用中温水时，控制器18控制第一三通阀12、第二三通阀15切换及水泵13工作，同时开启加热器14，使纯水蓄水箱10内的水通过主管线11抽送经第一三通阀12、水泵13、加热器加热14、第二三通阀15后从出水口16流出；在用户不使用时，控制器18控制第一三通阀12、第二三通阀15切换及水泵13工作，同时开启加热器14，使保温蓄水胆17内的水从第一三通阀12流入到达加热器14加热后从第二三通阀15流出排回至保温蓄水胆17实现保温预热，使保温蓄水胆17内暂存中温水，实现循环加热模式；当用户需要使用高温水时，控制器18控制第一三通阀12、第二三通阀15切换及水泵13工作，同时开启加热器14，使保温蓄水胆17内的中温水从第一三通阀12流入到达加热器14再次加热后从第二三通阀15流出排往出水口16；从而实现三种不同温度的要求，尤其是在需要高温水时，由于是对保温蓄水胆17内的中温水进行再次加热，因此在保证出水温度的同时能保证足够的出水流量，由于本方案只需一个水泵13即可实现，因此水泵13在工作时既能接触到中温水也能接触到低温水，有利于水泵13冷却降温，延长使用寿命提高整体可靠性，同时通过预热后的水只需再次加热即可，减少高温水输出时设备整体的功率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种预加热净水器的加热方法，包括纯水蓄水箱、与纯水蓄水箱底部相连的主管线，其特征在于：所述主管线沿水流方向依次串联有第一三通阀、水泵、加热器、第二三通阀、出水口；所述第一三通阀与第二三通阀之间还并联有保温蓄水胆；还包括用于控制第一三通阀、第二三通阀切换导通管路及控制加热器加热的控制器; 其工作流程为：S1，根据用户选择的水温，控制器判断用户选择的水温区间；若在低温区，则进入S2，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，使纯水蓄水箱内的水通过主管线抽送经第一三通阀、水泵、加热器、第二三通阀后从出水口流出，此时加热器不通电；若在中温区，则进入S3，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，同时开启加热器，使纯水蓄水箱内的水通过主管线抽送经第一三通阀、水泵、加热器加热、第二三通阀后从出水口流出；若在高温区，则进入S4，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，同时开启加热器，使保温蓄水胆内的中温水从第一三通阀流入到达加热器再次加热后从第二三通阀流出排往出水口。
2.根据权利要求1所述的一种预加热净水器的加热方法，其特征在于：当用户未在取水状态、且保温蓄水胆内水位低于预设水位时，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，使纯水蓄水箱内的水通过主管线抽送经第一三通阀、水泵、加热器、第二三通阀后流入保温蓄水胆直至水位到达设定高度。
3.根据权利要求2所述的一种预加热净水器的加热方法，其特征在于：当用户未在取水状态、保温蓄水胆内水位到达预设水位、且保温蓄水胆内水温低于预设第一阈值水温时，控制器控制第一三通阀、第二三通阀切换及水泵工作，同时开启加热器，使保温蓄水胆内的水从第一三通阀流入到达加热器加热后从第二三通阀流出排回至保温蓄水胆实现保温预热，使保温蓄水胆内暂存中温水，以实现循环加热模式，直至保温蓄水胆内水温到达预设的第二阈值时，循环加热模式随即关闭。
4.根据权利要求1所述的一种预加热净水器的加热方法，其特征在于：所述保温蓄水胆顶部设有与第二三通阀相连的循环水进管；所述保温蓄水胆底部设有与第一三通阀相连的循环水出管；在保温蓄水胆循环预热时，优先抽走保温蓄水胆底部温度较低的水进行加热。
5.根据权利要求1所述的一种预加热净水器的加热方法，其特征在于：所述第一三通阀及第二三通阀为电磁阀。
6.根据权利要求1所述的一种预加热净水器的加热方法，其特征在于：所述纯水蓄水箱内设有纯水水位传感器；所述保温蓄水胆内设有保温水位传感器；所述纯水水位传感器及保温水位传感器与控制器相连；纯水水位传感器检测到纯水蓄水箱水位低于设定高度时，可利用控制器控制前置过滤器工作将过滤后的纯水注入纯水蓄水箱。
7.根据权利要求1所述的一种预加热净水器的加热方法，其特征在于：所述纯水蓄水箱内设有纯水水温传感器；所述保温蓄水胆内设有保温水温传感器；所述纯水水温传感器及保温水温传感器与控制器相连；纯水水温传感器用于向控制器发送纯水水温，所述加热器加热功率为N/KW，根据公式“流量L/H=功率N/KW*860/△温差t”，温差t=出水口水温-纯水蓄水箱水温或保温蓄水胆水温，在流量保持固定时，根据温差大小通过控制器调节加热器加热功率实现固定流量下不同温度的加热；保温水温传感器通过设置第一阈值及第二阈值，第二阈值水温高于第一阈值，使保温蓄水胆内水温保持恒温。
8.根据权利要求1所述的一种预加热净水器的加热方法，其特征在于：所述出水口为水汽分离器，所述出水口上设有出水嘴及与纯水蓄水箱顶部连通的蒸汽收集管。
9.根据权利要求1所述的一种预加热净水器的加热方法，其特征在于：所述第一三通阀为两进一出阀；所述第二三通阀为一进两出阀；所述第一三通阀、第二三通阀每个均可通过两个双通截止阀并联组合而成。
10.根据权利要求1所述的一种预加热净水器的加热方法，其特征在于：所述加热器为石英管加热体或厚膜加热体或氮化硅加热棒。
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