CN109984602A - 饮水机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种饮水机，包括水箱、第一热交换器、第二热交换器以及加热装置，所述第一热交换器具有第一冷水通道和第一热水通道，所述第二热交换器具有第二冷水通道和第二热水通道，所述水箱具有第一出水口、第二出水口以及第一回水口，所述水箱的第一出水口与所述第一冷水通道的入口连接，所述第一冷水通道的出口与所述加热装置的进水端连接，所述加热装置的出水端与所述第一热水通道的入口连接，所述第一热水通道的出口与所述第二热水通道的入口连接。本发明的饮水机，加热装置中不贮存温水，随着开启水龙头才开始进行加热、降温进行制水，杜绝了细菌的滋生问题，保证了饮用水的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种制水设备，具体地说，涉及一种饮水机。
背景技术
敞开式水箱直饮水设备通常能提供开水和冷水，为适应学生的饮水需要，校园直饮水设备通常要求提供开水和45℃左右的饮用温水。
已公知的敞开式水箱直饮水设备提供饮用温水的方法是：（1）冷、热水混合达到饮用温度的温水。（2）冷水直接加热到饮用温度的温水。（3）冷水烧开后再自然冷却到饮用温度的温水。由于净化后的净水中几乎没有余氯，在常温（环境温度）状态下，冷水中容易产生细菌的繁衍，混合后的饮用水无法保证饮用水的卫生安全，而且饮用水有阴阳水的口感。对于第（3）种方法，开水从100℃自然冷却到40℃左右的温水，需要很长的时间，一但失控，会造成学生被烫伤的事故，并且能源浪费严重，能源的有效利用率很低，只有百分之二十五左右。
发明内容
本发明为了解决现有饮水机容易滋生细菌的技术问题，提出了一种饮水机，可以解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种饮水机，包括水箱、第一热交换器、第二热交换器以及加热装置，所述第一热交换器具有第一冷水通道和第一热水通道，所述第二热交换器具有第二冷水通道和第二热水通道，所述水箱具有第一出水口、第二出水口以及第一回水口，所述水箱的第一出水口与所述第一冷水通道的入口连接，所述第一冷水通道的出口与所述加热装置的进水端连接，所述加热装置的出水端与所述第一热水通道的入口连接，所述第一热水通道的出口与所述第二热水通道的入口连接，所述第二热水通道的出口与水龙头连接，所述水箱的第二出水口与所述第二冷水通道的入口连接，所述第二冷水通道的出口与所述水箱的第一回水口连接。
进一步的，所述水箱的第一出水口与所述第一热交换器之间的管路中设置第一水泵，所述水箱的第二出水口与所述第二热交换器之间的管路中设置有第二水泵，所述第一水泵和第二水泵分别与控制模块连接。
进一步的，所述水箱还包括第二回水口，所述第二热水通道的出口与所述水龙头之间的管路中设置有三通阀，所述三通阀的入口与所述第二热水通道的出口连接，所述三通阀的其中一出口与所述水龙头连接，另外一出口与所述水箱的第二回水口连接。
进一步的，所述三通阀为电磁阀，所述第二热水通道的出口与所述水龙头之间的管路中设置有第一温度传感器，所述电磁阀和所述第一温度传感器分别与所述控制模块连接。
进一步的，所述第一水泵和/或所述第二水泵为变频泵，所述水箱中设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述控制模块连接。
进一步的，所述第一热交换器和/或第二热交换器为管壳式热交换器，所述管壳式热交换器包括外壳和设置在所述外壳中的内管，所述外壳的内壁与所述内管的外壁之间形成壳程，所述内管的内部形成管程，所述第一冷水通道和/或所述第二冷水通道位于所述壳程，第一热水通道和/或所述第二热水通道位于所述管程。
进一步的，所述内管包括若干根，所述内管的两端分别通过两个端板与所述外壳的内壁密封固定，位于上方的端板为上端板，位于下方的端板为下端板，所述上端板与所述外壳的内壁之间围成汇流腔，所述下端板与所述外壳的内壁之间围成分流腔，所述内管的两端分别与所述汇流腔和分流腔连通，所述第一热水通道和/或所述第二热水通道的入口与所述分流腔连通，所述第一热水通道和/或所述第二热水通道的出口与所述汇流腔连通。
进一步的，所述第一冷水通道的入口和出口，和/或所述第二冷水通道的入口和出口形成在所述外壳的侧壁上。
进一步的，所述水箱为敞开式水箱，所述水箱还包括净水入口，所述水箱通过所述净水入口连接净水设备。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的饮水机，在开启水龙头时，水箱中的常温水进入第一热交换器的第一冷水通道，再进入加热装置中加热出来热水，然后热水进入第一热交换器的第一热水通道，与第一冷水通道中的常温水进行热交换初步降温，然后再进入第一热交换器的第二热水通道中，与第二冷水通道继续进行热交换，产生能够直接饮用的温水通过水龙头流出，整个过程不贮存温水，随着开启水龙头才开始进行加热、降温进行制水，杜绝了细菌的滋生问题，保证了饮用水的质量。系统运行起来之后，在第一热交换器中，用于为加热装置所输出的热水初步降温的常温水在吸热后，进入加热装置进行加热，提高了加热装置的进水温度，在加热至同一目标温度时，可以减小加热装置的做功，实现了对热水降温过程中的能量回收，进而能够节能。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所提出的饮水机的一种实施例结构示意图；
图2是图1中第一热交换器的局部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，本实施例提出了一种饮水机，包括水箱11、第一热交换器12、第二热交换器20以及加热装置13，第一热交换器12具有第一冷水通道和第一热水通道，其中，第一热水通道的入口为121，第一热水通道12的出口为123，第一冷水通道的入口为122，第一冷水通道出口为124，第二热交换器20具有第二冷水通道和第二热水通道，其中，第二热水通道的入口为201，第二热水通道的出口为203，第二冷水通道的入口为202，第二冷水通道的出口为204，水箱11具有第一出水口111、第二出水口112以及第一回水口113，水箱11的第一出水口111与第一冷水通道的入口122连接，第一冷水通道的出口124与加热装置13的进水端连接，加热装置13的出水端与第一热水通道的入口121连接，第一热水通道的出口123与第二热水通道的入口201连接，第二热水通道的出口203与水龙头14连接，水箱11的第二出水口112与第二冷水通道的入口202连接，第二冷水通道的出口204与水箱11的第一回水口113连接。本发明的饮水机，在开启水龙头时，水箱中的常温水进入第一热交换器的第一冷水通道，再进入加热装置中加热出来热水，然后热水进入第一热交换器的第一热水通道，与第一冷水通道中的常温水进行热交换初步降温，初步降温的热水再进入第二热交换器的第二热水通道中，与第二冷水通道继续进行热交换降温，产生能够直接饮用的温水通过水龙头流出，整个过程不贮存温水，随着开启水龙头才开始进行加热、降温进行制水，杜绝了细菌的滋生问题，保证了饮用水的质量。系统运行起来之后，第一冷水通道中的常温水在为加热装置输出的热水进行热交换后，进入加热装置进行加热，提高了加热装置的进水温度，在加热至同一目标温度时，可以减小加热装置的做功，实现了对热水初步降温过程中的能量回收，进而能够节能。
目前在开启水龙头14时，利用水箱11中水的压力将水依次压入至第一热交换器12、加热装置13、第二热交换器20，最终经水龙头流出。为了防止仅依赖水箱11中水的压力，当水箱11中存水较少时，压力不够，导致影响用户用水的状况发生，本实施例中优选在水箱11的第一出水口111与第一热交换器12之间的管路中设置第一水泵15，水箱11的第二出水口112与第二热交换器20之间的管路中设置有第二水泵16，第一水泵15和第二水泵16分别与控制模块连接。在开启水龙头时，第一水泵15和第二水泵16开启，第二水泵16将水箱11中的常温水经第一冷水通道的入口122抽入至第一热交换器中，然后在水压作用下进入加热装置13进行加热，随即加热后的热水通过第一热水通道的入口为121进入第一热水通道，与第一冷水通道中的常温水进行初步换热降温，初步降温的热水经第二热水通道20的入口201进入第二热水通道，同时，第二水泵16通过水箱的第二出口112将其中的常温水经第二冷水通道的入口202抽入至第二冷水通道中，然后经第二冷水通道的出口204循环回水箱11中，第二热水通道中的热水与第二冷水通道中的常温水进行再次换热降温，产生能够直接饮用的常温水，经水龙头14流出，整个过程不贮存温水，随着开启水龙头才开始进行即时加热、降温一系列动作进行制作温水，杜绝了细菌的滋生问题，保证了饮用水的质量。通过采用第一水泵15和第二水泵16，保证了管路中水压平衡，避免了水箱11中水量少时压力不够的情况发生。
优选加热装置13为电加热装置，能够对流经的水进行动态快速加热，加热装置13中不贮存热水，可以避免细菌的滋生。
在用户使用饮水机时，虽然经过两次换热，有可能从第二热交换器20所出来的温水过高或者过低，不适合直接饮用，水箱11还包括第二回水口114，第二热水通道的出口203与水龙头14之间的管路中设置有三通阀17，三通阀17的入口与第二热水通道的出口203连接，三通阀17的其中一出口与水龙头14连接，另外一出口与水箱11的第二回水口114连接。当温水的温度不适宜时，可以切换三通阀17，使得第二热水通道的出口203所流出的水通过第二回水口114流回至水箱11中，防止烫伤或者浪费水资源的情况发生。
三通阀17优选为电磁阀，第二热水通道的出口203与三通阀17之间的管路中设置有第一温度传感器18，电磁阀和第一温度传感器18分别与控制模块连接，第一温度传感器18用于检测第二热水通道的出口203的出水的温度，并发送至控制模块，由于第一温度传感器18设置在第二热水通道的出口203与水龙头14之间的管路中，因此，第一温度传感器18所测得的温度接近从水龙头14流出水的温度，控制模块通过判断第一温度传感器18反馈的温度值，控制三通阀17的各支路的导通状态，例如，若第一温度传感器18反馈的温度值位于设定的范围之内，控制模块即可控制第二热水通道的出口203与水龙头之间的管路导通，用户可以正常接饮用水，若第一温度传感器18反馈的温度值位于设定的范围之外，如出水温度过高或者过低，控制模块控制第二热水通道的出口203与水箱11的第二回水口114之间的管路导通，与水龙头之间的管路断开，可以防止出现温度过高导致烫伤或者温度过低被用户舍弃造成浪费的状况，从第二热水通道的出口203出的水通过第二回水口114返回到水箱中，可避免水资源浪费。
优选第一水泵15或第二水泵16为频率可控的变频泵，也可以两者均为变频泵，水箱11中设置有第二温度传感器19，第二温度传感器19与控制模块连接。第二温度传感器19用于检测水箱11中的水温，根据水箱11中的水温不同，反馈给控制模块后，控制模块控制第一水泵15或第二水泵16出不同的流量，以便于出水口出来需要的45度。如水箱11中的水温为10度时，第一水泵15流量为200ml/min，水箱11中的水温为20度时，变频泵流量700ml/min，水箱11中的水温为30度时，变频泵流量为1400ml/min，因此能适应不同季节不同常温水温，保证从水龙头14出来的温开水在45度左右适合直饮的范围内。
本实施例中第一热交换器12和/或第二热交换器20优选采用管壳式热交换器，以第一热交换器12为例，如图2所示，管壳式热交换器包括外壳12a和设置在外壳12a中的内管12b，外壳12a的内壁与内管的外壁之间形成壳程，内管的内部形成管程，第一热水通道位于管程，也即，第一热水通道的入口121和出口123分别连接在管程的两端，第一冷水通道位于壳程，也即，第一冷水通道的入口和出口124分别连接在壳程的两端。加热后的热水通过在热交换器的管程中与位于壳程中的常温水进行换热降温，本方案首先利用加热装置13将流经的水进行加热至较高的温度，起到杀菌的作用，然后经过第一热交换器12进行初步降温，整个过程很短暂，快速便捷。
第二热交换器20的结构组成与第一热交换器12的结构组成相似，在此不做赘述。
为了提高换热效率，使得高温水在很短的时间内经过两级热交换器降低至45度左右，本申请中优选内管12b包括若干根，内管12b的两端分别通过两个端板与外壳12a的内壁密封固定，位于上方的端板为上端板12c，位于下方的端板为下端板12d，上端板12c与外壳12a的内壁之间围成汇流腔，下端板12d与外壳12a的内壁之间围成分流腔，内管12b的两端分别与汇流腔和分流腔连通，第一热水通道的入口121与分流腔连通，第一热水通道的出口123与汇流腔连通，加热后的热水通过第一热水通道的入口121首先进入分流腔，进行分流分别流入至各内管12b中，在流经过程中进行换热，通过增加内管12b的数量，可以增加换热面积，进而可以提高换热效率，流经内管12b的水进入汇流腔进行汇流，然后经第一热水通道的出口123流出。
通过将第一热水通道的入口121设置在第一热交换器的底部，出口123设置在第一热交换器的顶部，热水在进入第一热水通道过程中，在水的压力作用下逐渐上行，与水的重力方向相反，利于排出第一热水通道中的空气，而且，可以延长热水在第一热水通道中的时间，延长换热作用时间，进而可以提高换热效率。
由于分流腔和汇流腔分别位于外壳11的两端部，因此，优选第一热水通道的入口121和出口为123分别位于外壳的两端部，而第一冷水通道的入口122和出口为124可以形成在外壳11的侧壁上。
通过将第一冷水通道的入口122设置在外壳的上部，出口124设置在外壳的下部，与第一热水通道中的液体的流向相反，使得换热更加充分。
水箱11为敞开式水箱，水箱11还包括净水入口，水箱11通过净水入口连接净水设备，净水设备制备的净水输入至水箱11中，提高饮用水的品质。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种饮水机，其特征在于：包括水箱、第一热交换器、第二热交换器以及加热装置，所述第一热交换器具有第一冷水通道和第一热水通道，所述第二热交换器具有第二冷水通道和第二热水通道，所述水箱具有第一出水口、第二出水口以及第一回水口，所述水箱的第一出水口与所述第一冷水通道的入口连接，所述第一冷水通道的出口与所述加热装置的进水端连接，所述加热装置的出水端与所述第一热水通道的入口连接，所述第一热水通道的出口与所述第二热水通道的入口连接，所述第二热水通道的出口与水龙头连接，所述水箱的第二出水口与所述第二冷水通道的入口连接，所述第二冷水通道的出口与所述水箱的第一回水口连接。
2.根据权利要求1所述的饮水机，其特征在于：所述水箱的第一出水口与所述第一热交换器之间的管路中设置第一水泵，所述水箱的第二出水口与所述第二热交换器之间的管路中设置有第二水泵，所述第一水泵和第二水泵分别与控制模块连接。
3.根据权利要求1所述的饮水机，其特征在于：所述水箱还包括第二回水口，所述第二热水通道的出口与所述水龙头之间的管路中设置有三通阀，所述三通阀的入口与所述第二热水通道的出口连接，所述三通阀的其中一出口与所述水龙头连接，另外一出口与所述水箱的第二回水口连接。
4.根据权利要求3所述的饮水机，其特征在于：所述三通阀为电磁阀，所述第二热水通道的出口与所述水龙头之间的管路中设置有第一温度传感器，所述电磁阀和所述第一温度传感器分别与所述控制模块连接。
5.根据权利要求2所述的饮水机，其特征在于：所述第一水泵和/或所述第二水泵为变频泵，所述水箱中设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述控制模块连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的饮水机，其特征在于：所述第一热交换器和/或第二热交换器为管壳式热交换器，所述管壳式热交换器包括外壳和设置在所述外壳中的内管，所述外壳的内壁与所述内管的外壁之间形成壳程，所述内管的内部形成管程，所述第一冷水通道和/或所述第二冷水通道位于所述壳程，第一热水通道和/或所述第二热水通道位于所述管程。
7.根据权利要求6所述的饮水机，其特征在于：所述内管包括若干根，所述内管的两端分别通过两个端板与所述外壳的内壁密封固定，位于上方的端板为上端板，位于下方的端板为下端板，所述上端板与所述外壳的内壁之间围成汇流腔，所述下端板与所述外壳的内壁之间围成分流腔，所述内管的两端分别与所述汇流腔和分流腔连通，所述第一热水通道和/或所述第二热水通道的入口与所述分流腔连通，所述第一热水通道和/或所述第二热水通道的出口与所述汇流腔连通。
8.根据权利要求6所述的饮水机，其特征在于：所述第一冷水通道的入口和出口，和/或所述第二冷水通道的入口和出口形成在所述外壳的侧壁上。
9.根据权利要求1-4任一项所述的饮水机，其特征在于：所述水箱为敞开式水箱，所述水箱还包括净水入口，所述水箱通过所述净水入口连接净水设备。
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