CN110179338B - 一种即热式饮水机及其安全控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即热式饮水机及其安全控制方法，该安全控制方法包括防干烧步骤、低温进水预警步骤、除垢预警步骤和出水温度校正步骤，防干烧步骤包括：获取即热式饮水机的连续待机时间；当连续待机时间大于或等于预设时间时，加热模块执行锁定动作；水泵执行加水动作；获取加热腔室内的当前水位，当当前水位大于或等于预设水位时，加热模块执行解锁动作。该即热式饮水机包括控制模块，控制模块执行上述的安全控制方法。本发明能有效防止饮水机因长时间待机后出现短暂干烧的现象，还能进行低温进水预警、除垢预警和出水温度校正等，安全性能高。

Description

一种即热式饮水机及其安全控制方法

技术领域

本发明涉及饮水机技术领域，具体是涉及一种即热式饮水机及其安全控制方法。

背景技术

即热式饮水机是一种通过高功率发热元件快速加热流水的饮水机。要求。传统饮水机的热胆总是处于重复加热的循环中，不仅造成电力浪费，而且饮用水也会因为重复加热而逐渐老化，失去活性，影响人体健康。相比之下，即热式饮水机的即可即饮的优点明显，杜绝了“再沸水”、“千滚水”，健康安全。

市面销售的即热式饮水机在安全保护措施方面依然存在以下几点问题：1.在长时间连续待机后由于自然蒸发内胆内的水会减少，当内胆内存在未达到触发干烧保护程序的部分水量时，若此时用户选择高温出水，随着水量的减少，内胆内的发热膜单元会有部分接触不到水而出现短暂干烧，长期出现该种情况会缩短发热膜单元的使用寿命； 2.在冬季，由于环境温度的影响，进水温度比较低，若长期在进水温度低于3℃下进行高温加热，加热模块在经受冷热较大温差的频繁交替过程中，容易导致发热膜单元的发热功率减弱，严重时会直接损坏； 3.高温加热后，饮水机的内胆不可避免地产生水垢，长期使用后，饮水机会发生堵塞，导致整个水路内压激增，可能会造成饮用水往机体内泄露，导致电路板短路，甚至发生漏电伤人的情况。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种安全性能高的即热式饮水机的安全控制方法。

本发明的第二目的是提供一种安全性能高的即热式饮水机。

为了实现上述的第一目的，本发明提供的一种即热式饮水机的安全控制方法，安全控制方法包括防干烧步骤，防干烧步骤包括：获取即热式饮水机的连续待机时间；当连续待机时间大于或等于预设时间时，加热模块执行锁定动作；水泵执行加水动作；获取加热腔室内的当前水位；当当前水位大于或等于预设水位时，加热模块执行解锁动作。

由上述方案可见，当饮水机的连续待机时间大于或等于预设时间时，通过设置加热模块执行锁定动作，使得饮水机暂时不能执行高温出水，只能执行常温出水动作，避免由于饮水机加热腔室内的水位不足而出现短暂干烧的现象；通过设置水泵对加热腔室进行加水，直至加热腔室内的水位达到预设水位时，加热模块执行解锁动作，此时用户可进行高温出水操作。

更进一步的方案是，水泵在执行加水动作前，防干烧步骤还包括提高水泵的供电电压。

由上述方案可见，通过提高水泵的供电电压，有利于提高水泵的工作强度，增大水流速度，减少加水时间。

进一步的方案是，安全控制方法包括低温进水预警步骤，低温进水预警步骤包括：获取进水温度；当进水温度小于预设温度时，报警模块发出低温进水警报，即热式饮水机执行禁止出水动作；提升进水温度，当提升后的进水温度大于或等于预设温度时，报警模块执行解除低温进水警报动作，即热式饮水机执行允许出水动作。

由上述方案可见，当进水温度低于预设温度时，通过设置报警模块发出警报的同时即热式饮水机禁止出水，避免加热模块的发热膜单元在经受冷热较大温差的交替过程中会频繁过度热胀冷缩，导致发热膜单元物理特性发生改变，进而减弱其发热功率或直接损坏，提升进水温度至预设温度以上，报警模块解除警报，即热式饮水机可正常工作。

进一步的方案是，安全控制方法还包括除垢预警步骤，除垢预警步骤包括：获取加热腔室内的当前内压；当当前内压大于或等于预设内压时，报警模块发出除垢警报，提高水泵的供电电压，加热模块执行锁定动作；降低当前内压，当降低后的当前内压小于预设内压时，获取解除除垢警报指令和允许加热指令；报警模块根据获取的解除除垢警报指令执行解除除垢警报动作，加热模块根据获取的允许加热指令执行解锁动作。

由上述方案可见，当当前内压大于或等于预设内压时，通过设置加热模块执行锁定动作，避免加热腔室中整个水路内压激增，严重时会因管路堵塞而造成水路不通而导致饮用水向机体内泄露，能有效防止电路板短路，当除垢完成后，加热腔室内的当前内压会低于预设内压，此时通过手动输入指令使报警模块解除除垢警报，加热模块执行解锁，用户可正常使用。

进一步的方案是，安全控制方法还包括出水温度校正步骤，出水温差步骤包括：获取进水温度和出水目标温度；获取加热模块的初始加热功率并进行加热；获取出水实际温度；当出水实际温度小于出水目标温度时，根据出水目标温度与出水实际温度的差值增大加热模块的当前加热功率。

更进一步的方案是，当出水实际温度大于出水目标温度时，根据出水实际温度与出水目标温度的差值减小加热模块的当前加热功率。

由上述方案可见，通过出水实际温度与出水目标温度相比较，加热模块根据出水实际温度实时增大或减小其当前加热功率，能有效保持出水温度的准确性，使其温度误差大大缩减，同时保证出水水流速不会出现明显变化，避免影响用户的接水时间。

为了实现上述的第二目的，本发明提供的一种即热式饮水机，包括：控制模块，所述控制模块执行上述的安全控制方法。

附图说明

图1是本发明实施例安全控制方法的流程图。

图2是本发明实施例防干烧步骤的流程图。

图3是本发明实施例低温进水预警步骤的流程图。

图4是本发明实施例除垢预警步骤的流程图。

图5是本发明实施例出水温度校正步骤的流程图。

图6是本发明实施例即热式饮水机的系统框图。

图7是本发明实施例触摸显示模块的示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

安全控制方法实施例

参见图1，图1是本发明实施例安全控制方法的流程图。本实施例提供的一种即热式饮水机的安全控制方法，包括防干烧步骤、低温进水预警步骤、除垢预警步骤和出水温度校正步骤。

实施例一

参见图2，图2是本发明实施例防干烧步骤的流程图。本实施例的防干烧步骤包括：

在步骤S101中,通过计时器获取即热式饮水机的连续待机时间。具体地，连续待机时间是指饮水机最近一次执行指令动作的时间点与当前时间点所间隔的时间段。

然后执行步骤S102，判断连续待机时间是否大于或等于预设时间，若是，则执行步骤S103，若否，则执行步骤S101。具体地，预设时间可以为较长的时间段，本实施例优选为24小时。

在步骤S103中，加热模块执行锁定动作。具体地，加热模块处于锁定状态时，该加热模块不能进行加热，即饮水机此时不能进行高温出水，只能进行常温出水。

在步骤S104中，水泵执行加水动作。具体地，常态下，水泵执行加水时的供电电压为3至4V，水泵在执行加水动作前，供电模块通过调压电路将水泵的供电电压提高至5V，以加强水泵的工作强度，提高水流速度，缩短加水时间。

然后执行步骤S105，获取加水后加热腔室内的当前水位。

接着执行步骤S106，判断当前水位是否大于或等于预设水位，若是，则执行步骤S107，若否，则执行步骤S104。预设水位可以为加热腔室的最高水位。

在步骤S107中，加热模块执行解锁动作。此时，加热模块可以根据用户输入的加热出水指令执行加热出水动作。

实施例二

参见图3，图3是本发明实施例低温进水预警步骤的流程图。本实施例的低温进水预警步骤包括：

在步骤S201中，通过进水温度检测模块获取即热式饮水机的进水温度，进水温度检测模块可以为温度传感器。

然后执行步骤S202，判断进水温度是否小于预设温度，若是，则执行步骤S203,若否，则执行步骤S201。具体地，预设温度可以根据即热式饮水机所在位置的环境温度预先设置，本实施例预设温度优选为3℃以下。

在步骤S203中，报警模块发出低温进水警报，即热式饮水机执行禁止出水动作。禁止出水动作包括禁止高温出水和禁止常温出水。报警模块可以通过显示屏发出低温进水警报信息。

然后执行步骤S204，提升进水温度。具体地，可以通过被动方式提升进水温度，例如通过添加保温层等方式改变饮用水的环境温度来提升进水温度。

接着执行步骤S205,判断提升后的进水温度是否大于或等于预设温度，若是，则执行步骤S206,若否，则执行步骤S204。

在步骤S206中，报警模块执行解除低温进水警报动作，即热式饮水机执行允许出水动作。允许出水动作包括允许高温出水和允许常温出水。

实施例三

参见图4，图4是本发明实施例除垢预警步骤的流程图。本实施例的除垢预警步骤包括：

在步骤S301中，通过内压检测模块获取加热腔室内的当前内压，内压检测模块可以为压力传感器。具体地，加热模块对加热腔室内的水进行高温加热后，不可避免会在加热腔室内产生水垢，水垢随着高温加热次数而逐渐增多。长期使用后，加热腔室会发生堵塞，导致饮用水的流出通道不导通。若此时进行高温加热，加热腔室的当前内压瞬间激增。

然后执行步骤S302,判断当前内压是否大于或等于预设内压,若是，则执行步骤S303,若否，则执行步骤S301。具体地，预设内压设置为 1.8至2.5Bar,经多次实验得到优选的预设内压为2.0Bar。

在步骤S303中，报警模块发出除垢警报，供电模块通过调压电路提高水泵的供电电压，加热模块执行锁定动作。具体地，加热模块处于锁定状态时，该加热模块不能进行加热，即饮水机此时不能进行高温出水，只能进行常温出水，方便将加热腔室内的水垢冲洗出来。报警模块可以通过显示屏显示除垢警报信息。

然后执行步骤S304,降低加热腔室的当前内压。具体地，可以通过添加除垢剂来清除加热腔室内和即热式饮水机内的水流通道内的水垢，使得当前内压降低。

接着执行步骤S305中，判断降低后的当前内压是否小于预设内压，若是，则执行步骤S306，若否，则执行步骤S303。

在步骤S306中，获取解除除垢警报指令和允许加热指令。具体地，本实施例通过长按“出水键”同时获取解除除垢警报指令和允许加热指令。

在步骤S307中，报警模块根据获取的解除除垢警报指令执行解除除垢警报动作，加热模块根据获取的允许加热指令执行解锁动作。

实施例四

参见图5，图5是本发明实施例出水温度校正步骤的流程图。本实施例的出水温度校正步骤包括：

在步骤S401中，获取进水温度和出水目标温度。具体地，通过进水温度检测模块获取进水温度，进水温度检测模块可以为温度传感器。出水目标温度可由用户人为设定获取。本实施例的即热式饮水机设置有四个不同的出水温度等级：25℃、55℃、85℃和98℃，出水目标温度与用户选定的出水温度等级一一对应。

在步骤S402中，获取加热模块的初始加热功率并进行加热。具体地，根据获取的进水温度、出水目标温度计算初始加热功率。

然后执行步骤S403，通过出水温度检测模块获取出水实际温度，出水温度检测模块可以为耐高温的温度传感器。

接着执行步骤S404，判断出水实际温度是否小于出水目标温度，若是，则执行步骤S405,若否，则执行步骤S406。

在步骤S405中，根据出水目标温度与出水实际温度的差值增大加热模块的当前加热功率。差值越大，当前加热功率增大的幅度越大，差值越小，当前加热功率增大的幅度越小。

在步骤S406中，判断出水实际温度是否大于出水目标温度，若是，则执行步骤S407，若否，则执行步骤S403。

在步骤S407中，根据出水实际温度与出水目标温度的差值减小加热模块的当前加热功率。差值越大，当前加热功率减小的幅度越大，差值越小，当前加热功率减小的幅度越小。

即热式饮水机实施例

参见图6，图6是本发明实施例的即热式饮水机的系统框图。该即热式饮水机包括：计时器2、水位监测器3、加热模块4、控制模块 1和供电模块，该控制模块执行上述安全控制方法中的各个实施例步骤。其中，计时器2用于获取即热式饮水机的连续待机时间。水位监测器3用于检测加热腔室内的当前水位。加热模块4用于对设置在加热腔室内的水进行加热。供电模块用于向计时器2、水位监测器3、加热模块4和控制模块1供电。控制模块1分别与计时器2、水位监测器3和加热模块4连接。当连续待机时间大于或等于预设时间时，加热模块4执行锁定动作。供电模块提高水泵的供电电压，水泵执行加速加水动作。当当前水位大于或等于预设水位时，加热模块4执行解锁动作。

在本发明的一个示例中，控制模块1可以为控制器，水位监测器 3可以为液位浮球开关，液位浮球开关根据当前水位状态切换自身开关导通或关闭，从而向控制模块1发送当前水位与预设水位的高低信号。加热模块4可以为发热体等加热管或发热膜，本实施例的发热模块采用稀土厚膜制成的发热膜按照预设形状设置而成，使其具有加热腔室。水从即热式饮水机的进水口进入，通过加热腔室，然后从即热式饮水机的出水口流出。即热式饮水机还设置有温控保护开关模块，当加热腔室内的温度达到报警温度210℃时，温控保护开关自动断开，使得加热模块4自动断电，以停止加热动作。温控保护开关断开后需手动复位。

即热式饮水机还包括水泵5、进水温度检测模块6和报警模块8，控制模块1分别与水泵5、进水温度检测模块6和所述报警模块8连接。水泵5用于控制饮用水进入加热腔室并从即热式饮水机的出水口流出。进水温度检测模块6用于检测即热式饮水机的进水温度。当进水温度小于或等于预设温度时，即热式饮水机执行禁止出水动作的同时，报警模块8发出低温进水警报。禁止出水动作包括禁止高温出水和禁止常温出水。进水温度检测模块6可以为温度传感器。当进水温度大于预设温度时，报警模块8解除低温进水警报的同事，即热式饮水机执行允行出水动作。允许出水动作包括允许高温出水和允许常温出水。

即热式饮水机还包括内压检测模块7，内压检测模块7与控制模块1连接。内压检测模块7用于检测加热腔室的当前内压。当当前内压大于或等于预设内压时，报警模块8发出除垢警报，供电模块提高水泵的供电电压，加热模块4执行锁定动作。通过人为除垢降低加热腔室内的当前内压，当降低后的当前内压小于预设内压时，获取解除除垢警报指令和允许加热指令。报警模块8根据获取的解除除垢警报指令执行解除除垢警报动作，加热模块4根据获取的允许加热指令执行解锁动作。内压检测模块7可以为压力传感器。

即热式饮水机还包括出水温度检测模块9和触摸显示模块，出水温度检测模块9和触摸显示模块分别与控制模块1连接。出水温度检测模块9用于检测即热式饮水机的出水实际温度，优选为耐高温的温度传感器。触摸显示模块用于接收即热式饮水机的操作指令并显示即热式饮水的工作参数，操作指令包括设定出水目标温度。当出水实际温度小于出水目标温度时，控制模块1控制加热模块4增大其当前加热功率，以实时提高出水实际温度。当出水实际温度大于出水目标温度时，控制模块1控制加热模块4减小其当前加热功率，以实时降低出水实际温度。本实施例通过实时调节加热模块4的加热功率来减小出水实际温度与出水目标温度的误差，不仅能将误差缩减至±2℃，同时使即热式饮水机的能效提高至95％以上，而且还能保持温度的出水流速，避免延长用户的接水时间。出水温度检测模块9可以为温度传感器。

参见图7，图7是本发明触控显示模块的示意图。本实施例的即热式饮水机包括触摸显示模块10和触控面板，触摸显示模块10 设置在即热饮水机的顶部上。触摸显示模块10包括操控模块、显示屏 101和蜂鸣器，操控模块设置在显示屏101的下方，操控模块分别与显示屏101和蜂鸣器电连接。显示屏101用于显示低温进水报警信息、除垢报警信息和即热式饮水机的工作参数。操控模块包括水量键102、调温键103、常温键104、出水键105和童锁键106。水量键102、调温键103、常温键104、出水键105和童锁键106呈五角形布置在操控模块上。蜂鸣器分别与水量键102、调温键103、常温键104、出水键 105和童锁键106电连接，即当水量键102、调温键103、常温键104、出水键105和童锁键106中的任何一个被触发时，蜂鸣器发出一声声响。当报警模块被触发时，显示屏101显示报警信息的同时，蜂鸣器发出两声以上的连续声响。当触发报警模块发出警报的原因被消除后，报警模块才解除警报。

水量键102、调温键103、常温键104、出水键105和童锁键106 均设置为电容触摸按键，与现有饮水机上的机械按键相比，本实施例的电容触摸按键具有更长的使用寿命。调温键103的触摸电极、常温键104的触摸电极、水量键102的触摸电极和童锁键106的触摸电极分别在中部设置有第一贴片LED灯107。出水键105的触摸电极在中部设置有第二贴片LED灯108、第三贴片LED灯109和第四贴片LED 灯110。调温键103的触摸电极、常温键104的触摸电极、水量键102 的触摸电极、童锁键106的触摸电极和出水键105的触摸电极均呈螺旋状的覆铜线路设置，贴片LED设置在对应的触摸电极的中部。第二贴片LED灯108、第三贴片LED灯109和第四贴片LED灯110沿直线竖直排列。第三贴片LED灯109与常温键104电连接，第四贴片LED 灯110与调温键103电连接。第一贴片LED灯107和第二贴片LED灯108均发出白光，第三贴片LED灯109发出蓝光，第四贴片LED灯110 发出红光。

触控面板设置在触摸显示模块10上方，触控面板盖合在调温键 103的触摸电极、常温键104的触摸电极、水量键102的触摸电极、童锁键106的触摸电极、出水键105的触摸电极、第一贴片LED灯107、第二贴片LED灯108、第三贴片LED灯109和第四贴片LED灯110上。触控面板设置有多个透光部，多个透光部分别位于第一贴片LED灯107、第二贴片LED灯108、第三贴片LED灯109和第四贴片LED灯110的上方。显示屏101包括数字LED灯组、出水量指示灯111和出水温度指示灯112，出水量指示灯111与水量键102电连接，出水温度指示灯112与调温键103电连接。

水量键102设置有多个出水量，多个出水量按照其出水量的大小循环设置，通过按压水量键102选定所需的出水量，出水量通过显示屏101实时显示。当显示屏101显示出水量时，出水量指示灯111常亮。具体地，本实施例的即热式饮水机包括以下三个出水量：200ml、350ml和500ml。该即热式饮水机默认初始出水量为200ml,当用户按下一次水量键102时，即热式饮水机当前选定的出水量从200ml切换至350ml,同时显示屏101的出水量指示灯111常亮，显示屏101显示的数字从200切换至350。当用户再次按下水量键102时，即热式饮水机当前选定的出水量从350ml切换至500ml，同时显示屏101显示的数字从350切换至500。

调温键103设置有多个出水温度，多个出水温度按照出水温度的大小循环设置，通过按压调温键103选定所需的出水温度，出水温度通过显示屏101实时显示。当显示屏101显示出水温度时，出水温度指示灯112常亮。具体地，本实施例的即热式饮水机包括以下三个出水温度：55℃、85℃和98℃，该即热式饮水机默认初始出水温度为25℃，当用户按下一次调温键103时，即热式饮水当前选定的出水温度从25℃切换至55℃，同时显示屏101的出水温度指示灯112常亮，显示屏101 显示的数字从25切换至55。当用户再次按下调温键103时，即热式饮水机当前选定的出水温度从55℃切换至98℃，同时显示屏101显示的数字从55切换至98。

常温键104对应常温出水，即饮用水不经过加热直接出水。出水键105用于在设定出水量和出水温度后执行按需出水动作。童锁键106 用于锁定或解锁操控模块上的其它所有按键，当童锁键106执行锁定时，水量键102、调温键103、常温键104和出水键105均处于锁定状态，不能进行相关操作。

即热式饮水机接入市电后，触摸显示模块10的所有第一贴片LED 灯107、第二贴片LED灯108、第三贴片LED灯109、第四贴片LED灯 110和蜂鸣器同步启动一次后关闭，即热式饮水机进入待机状态。此时，童锁键106的第一贴片LED灯107发出亮暗渐变、6秒一循环的白光。此时，按下童锁键1061秒进行解锁操作，所有第一贴片LED灯 107和第二贴片LED灯108均亮，所有按键均执行解锁动作。此时，所有的第一贴片LED灯107和出水键105的第二贴片LED灯108常亮。若再次按下童锁键1062秒或即热式饮水机在10秒无操作则自动进入待机模式。在解锁状态下，用户按下出水键105后，出水键105的第二贴片LED灯108熄灭，第三贴片LED灯109或第四贴片LED灯110 亮。具体地，若用户在按下出水键105前按下常温键104，则第三贴片LED灯109发出蓝光。若用户在按下出水键105前按下调温键103，选定三种出水温度中的任一种出水温度，则第四贴片LED灯110亮，第四贴片LED灯110发出亮暗渐变、2秒一循环的红光。在出水过程中，用户可随意触摸任一按键即可控制即热式饮水机停止出水。出水完成后，出水键105的第三贴片LED灯109和第四贴片LED灯110均熄灭，第二贴片LED灯108亮，同时蜂鸣器发出一声声响。

Claims (7)

1.一种即热式饮水机的安全控制方法，其特征在于：

所述安全控制方法包括防干烧步骤，所述防干烧步骤包括：

获取即热式饮水机的连续待机时间；

当所述连续待机时间大于或等于预设时间时，加热模块执行锁定动作，此时所述即热式饮水机停止高温出水；

水泵给所述即热式饮水机的加热腔室进行加水动作；

获取所述加热腔室内的当前水位；

当所述当前水位大于或等于预设水位时，所述加热模块执行解锁动作，此时所述即热式饮水机可高温出水。

2.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于：

所述水泵在执行所述加水动作前，所述防干烧步骤还包括提高所述水泵的供电电压。

3.根据权利要求1或2所述的安全控制方法，其特征在于：

所述安全控制方法包括低温进水预警步骤，所述低温进水预警步骤包括：

获取进水温度；

当所述进水温度小于预设温度时，报警模块发出低温进水警报，所述即热式饮水机执行禁止出水动作；

提升所述进水温度，当提升后的所述进水温度大于或等于所述预设温度时，所述报警模块执行解除低温进水警报动作，所述即热式饮水机执行允许出水动作。

4.根据权利要求1或2所述的安全控制方法，其特征在于：

所述安全控制方法还包括除垢预警步骤，所述除垢预警步骤包括：

获取加热腔室内的当前内压；

当所述当前内压大于或等于预设内压时，报警模块发出除垢警报，提高所述水泵的供电电压，所述加热模块执行锁定动作；

降低所述当前内压；

当降低后的所述当前内压小于预设内压时，获取解除除垢警报指令和允许加热指令；

所述报警模块根据获取的所述解除除垢警报指令执行解除除垢警报动作，所述加热模块根据获取的所述允许加热指令执行解锁动作。

5.根据权利要求1或2所述的安全控制方法，其特征在于：

所述安全控制方法还包括出水温度校正步骤，所述出水温度校正步骤包括：

获取进水温度和出水目标温度；

获取所述加热模块的初始加热功率并进行加热；

获取出水实际温度；

当所述出水实际温度小于出水目标温度时，根据所述出水目标温度与所述出水实际温度的差值增大所述加热模块的当前加热功率。

6.根据权利要求5所述的安全控制方法，其特征在于：

当所述出水实际温度大于出水目标温度时，根据所述出水实际温度与所述出水目标温度的差值减小所述加热模块的当前加热功率。

7.一种即热式饮水机，其特征在于：包括：

控制模块，所述控制模块执行上述权利要求1至6任一项所述的安全控制方法。