CN110946474A - 快速降温水壶及水壶控温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速降温水壶及水壶控温方法，快速降温水壶包括：电热水壶、冷却组件、控制模块、水泵、吸水管、回流管、出水管和二位三通电磁阀，电热水壶用于对存水进行加热，并通过设置于壶底的温度传感器检测存水水温，冷却组件用于对存水进行冷却，水泵用于通过吸水管抽取电热水壶的存水，并泵至冷却组件或者出水管，水泵的出液端连接二位三通电磁阀的进液端，二位三通电磁阀的第一出液端连接冷却组件的进液端，冷却组件的出液端连接回流管，回流管的出液端设置于电热水壶内。本发明在最短时间内降低水温，冷却效率高，温度可控且结构简单可靠易于实现；同时，也可以根据用户指令直接输出电热水壶存水，能够同时满足用户的不同需求。

Description

快速降温水壶及水壶控温方法

技术领域

本发明涉及快速降温领域，更具体地说是一种快速降温水壶及水壶控温方法。

背景技术

电热水壶在人们日常生活中非常常见，在实际使用过程中，人们往往会遇到水烧开后急着喝的情况，而开水自然冷却到可以喝的温度需要很长时间，这就给口渴急待喝水的人们带来不便。尤其是在婴儿啼哭着急泡奶或者刚到家干渴难耐需要烧开水立即喝的情况下，能快速让刚烧开的水在短时间内快速冷却下来就变成了一个急需解决的问题。现有的解决方案具体如下：

1、通过风扇直接吹水壶来降温，但只能将冷却时间缩短10-20％，降温效果无法满足要求。

2、在水壶设置独立冷却液，通过冷却液来进行热交换的快速降温水壶，降温效果满足要求，但是结构过于复杂，且存在冷却液泄露污染的风险。

3、在水壶内设置有散热器，水壶热水通过散热器之后直接流出饮用的水壶，其出水温度很难控制，且对散热效率和水泵流量的控制精度要求过高，可能导致结构复杂，温度波动大的问题。

因此，有必要提供一种结构简单、易于控制的快速降温水壶。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种快速降温水壶及水壶控温方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种快速降温水壶，包括电热水壶、冷却组件、控制模块、水泵、吸水管、回流管、出水管和二位三通电磁阀，所述电热水壶用于对存水进行加热，并通过设置于壶底的温度传感器检测存水水温，所述冷却组件用于对存水进行冷却，所述水泵用于通过吸水管抽取所述电热水壶的存水，并泵至冷却组件或者出水管，所述水泵的出液端连接所述二位三通电磁阀的进液端，二位三通电磁阀的第一出液端连接所述冷却组件的进液端，冷却组件的出液端连接回流管，回流管的出液端设置于电热水壶内，将经过冷却组件的冷却水回流到电热水壶内，二位三通电磁阀的第二出液端连接所述出水管，所述控制模块接收来自温度传感器的温度信号，连接并控制电热水壶、冷却组件、水泵和二位三通电磁阀。

进一步地，所述电热水壶包括用于存放存水的壶体，及设置于所述壶体底部的发热盘，所述温度传感器设置于壶体内用于检测壶体存水水温，温度传感器电连接所述控制模块，并将存水水温转换为电信号传输给控制模块。

进一步地，所述水泵的进液端连接有吸水管，所述吸水管的进液口设置于所述壶体内，并抵近壶体底部设置，所述水泵的出液端连接所述二位三通电磁阀的进液端。

进一步地，所述冷却组件包括用于增加散热面积的散热器，所述冷却组件的进液端连接所述二位三通电磁阀的第一出液端，冷却组件的出液端连接回流管。进一步地，所述散热器由一根多次来回相向弯折的金属冷却管及垂直于冷却管表面设置的多个金属散热片组成，所述金属散热片紧贴于所述冷却管的表面。

进一步地，所述冷却组件还包括用于形成散热气流的散热风扇，所述散热风扇设置于所述散热器的一侧，且电连接所述控制模块。

本发明还采用以下技术方案：一种水壶控温方法，基于如上任一项所述的快速降温水壶，方法包括以下步骤：

获取目标温度；

获取电热水壶存水的实时水温；

将实时水温与目标温度进行比对，以得到比对结果；

若比对结果是实时水温高于目标温度，则通过水泵将电热水壶存水经二位三通电磁阀的第一出液端输出给冷却组件，并将在冷却组件中降温后的冷却水流回电热水壶；

若比对结果是实时水温低于目标温度，则启动电热水壶的发热盘加热电热水壶存水。

若比对结果是实时水温等于目标温度，则待机等待出水指令。

进一步地，所述通过水泵将电热水壶存水经二位三通电磁阀的第一出液端输出给冷却组件，并将在冷却组件中降温后的冷却水流回电热水壶的步骤，包括：

控制二位三通电磁阀的第一出液端导通，第二出液端闭合；

启动水泵，进行抽水；

将存水通过第一出液端输出给冷却组件进行降温，以得到降温后的冷却水；

将冷却水通过回流管流回电热水壶存放。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明提供的一种快速降温水壶，在需要对水壶存水进行降温时，将存水输出给冷却组件，对存水进行降温得到冷却水，并通过回流管流回电热水壶内，如此对电热水壶中的水进行循环冷却，直到电热水壶存水温度达到目标温度，这样可在最短时间内降低水温，冷却效率高，温度可控，且结构简单可靠易于实现；同时，本方案也可以根据用户指令通过出水管直接输出电热水壶存水，而不对电热水壶存水进行降温或者加热，能够同时满足用户的不同需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的一种快速降温水壶的具体实施例的结构示意图；

图2为本发明的一种快速降温水壶的具体实施例的冷却组件的结构示意图；

图3为本发明一实施例的一种水壶控温方法的控温流程示意图；

图4为本发明一实施例的一种水壶控温方法的降温子流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

参考图1和2，本发明提出一种快速降温水壶，包括电热水壶10、冷却组件20、控制模块30、水泵60、吸水管61、回流管70、出水管50和二位三通电磁阀40，冷却组件20包括用于增加散热面积的散热器和置于散热器一侧用于提供散热气流的散热风扇24，水泵60的进液端连接至吸水管61，水泵60的出液端连接二位三通电磁阀40的进液端，二位三通电磁阀40的第一出液端连接冷却组件20的进液端，冷却组件20的出液端连接回流管70，回流管70的出液端设置于电热水壶10内，将经过冷却组件20的存水回流到电热水壶10内，二位三通电磁阀40的第二出液端连接出水管50，控制模块30连接并控制冷却组件20、水泵60和二位三通电磁阀40。

在本实施例中，控制模块30包括交流转直流适配电路、控制芯片、执行继电器、输入按键、LED显示器和蜂鸣器。通过交流转直流适配电路和控制芯片可以控制冷却组件20和水泵60运行，并为冷却组件20和水泵60提供电力；控制芯片可以接收来自电热水壶10温度传感器13的温度信息并控制电热水壶10进行加热，或者，控制二位三通电磁阀40不同通路的导通和闭合，以实现电热水壶10存水降温或者实时出水；通过输入按键可以接收来自用户按键信息输入；通过LED显示器显示设备工作状态或者电热水壶10存水温度。也就是，控制模块30连接并控制冷却组件20和水泵60的启停，以及二位三通电磁阀40不同通路的导通与闭合，通过冷却组件20、水泵60和二位三通电磁阀40的配合来实现电热水壶10存水的降温、加热和出水。

在本实施例中，电热水壶10包括用于存放存水的壶体11，及设置于壶体11底部的发热盘12，以及设置于壶体11内用于检测壶体11存水水温的温度传感器13，温度传感器13电连接控制模块30，并将存水水温转换为电信号传输给控制模块30，同时发热盘12也可以连接控制模块30，通过控制模块30来控制发热盘12为电热水壶10存水加热。

在本实施例中，水泵60用于驱动冷却组件20中的水循坏以实现存水循环冷却或者将存水泵出供用户使用，水泵60的进液端连接有吸水管61，出液端连接二位三通电磁阀40的进液端，吸水管61的进液口设置于壶体11内，并抵近壶体11底部设置。水泵60在控制模块30的控制下启动，并将电热水壶10存水通过吸水管61吸出，再输出到二位三通电磁阀40，由二位三通电磁阀40的不同通路进一步输出。

在一实施例中，水泵60为由低压直流电机驱动的微型真空水泵，水泵60的主体由耐高温食品接触级材料制成，用于驱动冷却组件20中冷却管22的水循坏。

在本实施例中，如图2所示，冷却组件20包括由来回相向弯折的冷却管22和贴紧冷却管22表面设置的散热片21共同组成的散热器，冷却管22的进液端连接二位三通电磁阀40的第一出液端，冷却管22的出液端连接回流管70。来回弯折的冷却管22可以在有限的体积内有效的增加冷却管22的长度，紧贴冷却管22表面设置的散热片21能再次增加散热面积，有效提高散热器的冷却效率，能够在短时间内对电热水壶10存水进行快速降温，以便于尽快达到目标温度。具体的，冷却管22为耐腐蚀金属管，散热片21为普通金属片，二者共同构成散热器，提高换热效率，进而加快冷却。

参考图2，在本实施例中，冷却组件20还包括用于形成散热气流的散热风扇24，散热风扇24设置于冷却管22的一侧，且电连接控制模块30。散热风扇24用于向散热器吹入冷风，增加散热器单位时间内接触到的冷空气量，提升散热效率。

在本实施例中，二位三通电磁阀40包括有冷却通路和出水通路，冷却通路连通第一出液端，出水通路连通第二出液端，通过切换冷却通路和出水通路的导通和闭合来实现存水冷却或者出水。

本发明提供的一种快速降温水壶，在需要对电热水壶10存水进行降温时，水泵60将存水输出给冷却组件20，对存水进行降温得到冷却水，并通过回流管70流回电热水壶10内，如此循环冷却，直到电热水壶10存水温度达到目标温度，这样可在最短时间内降低水温，冷却效率高，温度可控，且结构简单可靠易于实现；同时，本方案也可以根据用户指令通过出水管50直接输出电热水壶10存水，不对电热水壶10存水进行降温或者加热而直接出水，能够同时满足用户的不同需求。

参考图3，在一实施例中，本发明还提出一种水壶控温方法，基于如上实施例所述的快速降温水壶，水壶控温方法包括步骤S10-S60：

S10、获取目标温度。

S20、获取电热水壶存水的实时水温。

S30、将实时水温与目标温度进行比对，以得到比对结果。

S40、若比对结果是实时水温高于目标温度，则通过水泵将电热水壶存水经二位三通电磁阀的第一出液端输出给冷却组件，并将在冷却组件中降温后的冷却水流回电热水壶。

S50、若比对结果是实时水温低于目标温度，则启动电热水壶的发热盘加热电热水壶存水。

S60、若比对结果是实时水温等于目标温度，则待机等待出水指令。

在本实施例中，用户可以通过控制模块上的输入按键输入目标温度，控制模块在接收到该目标温度之后，通过设置于电热水壶内的温度传感器检测电热水壶存水的实时水温，并将目标温度与实时水温进行比较，得到目标温度和实时水温的比对结果，比对结果可以是一下三种：实时水温高于目标温度，实时水温低于目标温度，或实时水温等于目标温度。

当实时水温高于目标温度时，控制模块则控制冷却组件和水泵启动，同时二位三通电磁阀的冷却通路的导通，同时出水通路闭合，水泵将存水从壶体抽出，并输入到冷却组件中进行冷却，此时散热风扇也启动，通过冷却管、散热器和散热风扇配合对存水进行快速降温，同时将冷却水通过回流管流回壶体内，在实时水温达到目标温度之前，一直循环通过水泵抽水进入冷却组件冷却，直到实时水温等于目标温度，实现对于电热水壶存水的快速冷却，精准控温，保证用户使用体验。

当实时温度低于目标温度时，可以通过启动发热盘，将存水水温加热到目标温度。也可以根据用户输入的出水指令，通过出水管输出存水，供用户直接饮用，能够同时满足用户的不同需求。

当比对结果是实时水温等于目标温度，则需监测并获取来自用户的出水指令，在获取到出水指令之后，再根据出水指令启动水泵，将电热水壶存水经二位三通电磁阀的第二出液端输出给出水管，完成出水。本方案通过预先设定目标温度，并根据目标温度与实时水温的比对结果，进而通过冷却组件对存水进行降温冷却，或者通过发热盘对存水进行加热，实现出水温度的精准控制，能够根据用户目标温度，准确输出对应水温的水，供用户使用。

在本实施例中，目标温度可以是具体的温度值，例如88℃，也可以是一个温度范围，例如，80℃-85℃,可根据实际需要进行设置。举例说明，当用户输入的目标温度是50℃，实时水温为88℃，则循环执行步骤S40，直到水温将至50℃。

参考图4，在一实施例中，步骤S40包括步骤S41-S44。

S41、控制二位三通电磁阀的第一出液端导通，第二出液端闭合。

S42、启动水泵，进行抽水。

S43、将存水通过第一出液端输出给冷却组件进行降温，以得到降温后的冷却水。

S44、将冷却水通过回流管流回电热水壶存放。

在本实施例中，通过水泵将将电热水壶存水通过吸水管吸出，再通过出液管输出到二位三通电磁阀，经由二位三通电磁阀的冷却通路进一步输出给冷却组件，存水流经冷却组件进行降温，得到降温后的冷却水，并通过回流管流回电热水壶内，可以通过多次循环冷却将电热水壶中的存水水温降到目标温度，相比于现有的直接一次冷却后直接出水的方案，本方案能够准确控制最后出水水温，保证用户可以根据实际需要选择需要的出水温度提高用户使用体验。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种快速降温水壶，其特征在于，包括电热水壶、冷却组件、控制模块、水泵、吸水管、回流管、出水管和二位三通电磁阀，所述电热水壶用于对存水进行加热，并通过设置于壶底的温度传感器检测存水水温，所述冷却组件用于对存水进行冷却，所述水泵用于通过吸水管抽取所述电热水壶的存水，并泵至冷却组件或者出水管，所述水泵的出液端连接所述二位三通电磁阀的进液端，二位三通电磁阀的第一出液端连接所述冷却组件的进液端，冷却组件的出液端连接回流管，回流管的出液端设置于电热水壶内，将经过冷却组件的冷却水回流到电热水壶内，二位三通电磁阀的第二出液端连接所述出水管，所述控制模块接收来自温度传感器的温度信号，连接并控制电热水壶、冷却组件、水泵和二位三通电磁阀。

2.根据权利要求1所述的快速降温水壶，其特征在于，所述电热水壶包括用于存放存水的壶体，及设置于所述壶体底部的发热盘，所述温度传感器设置于壶体内用于检测壶体存水水温，温度传感器电连接所述控制模块，并将存水水温转换为电信号传输给控制模块。

3.根据权利要求2所述的快速降温水壶，其特征在于，所述水泵的进液端连接所述吸水管，所述吸水管的进液口设置于所述壶体内，并抵近所述壶体底部设置，所述水泵的出液端连接所述二位三通电磁阀的进液端。

4.根据权利要求3所述的快速降温水壶，其特征在于，所述冷却组件包括用于增加散热面积的散热器，所述冷却组件的进液端连接所述二位三通电磁阀的第一出液端，冷却组件的出液端连接回流管。

5.根据权利要求4所述的快速降温水壶，其特征在于，所述散热器由一根多次来回相向弯折的金属冷却管及垂直于冷却管表面设置的多个金属散热片组成，所述金属散热片紧贴于所述冷却管的表面。

6.根据权利要求4或5所述的快速降温水壶，其特征在于，所述冷却组件还包括用于形成散热气流的散热风扇，所述散热风扇设置于所述冷却管的一侧，且电连接所述控制模块。

7.一种水壶控温方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的快速降温水壶，方法包括以下步骤：

获取目标温度；

获取电热水壶存水的实时水温；

将实时水温与目标温度进行比对，以得到比对结果；

若比对结果是实时水温高于目标温度，则通过水泵将电热水壶存水经二位三通电磁阀的第一出液端输出给冷却组件，并将在冷却组件中降温后的冷却水流回电热水壶；

若比对结果是实时水温低于目标温度，则启动电热水壶的发热盘加热电热水壶存水；

若比对结果是实时水温等于目标温度，则待机等待出水指令。

8.根据权利要求7所述的水壶控温方法，其特征在于，所述通过水泵将电热水壶存水经二位三通电磁阀的第一出液端输出给冷却组件，并将在冷却组件中降温后的冷却水流回电热水壶的步骤，包括：

控制二位三通电磁阀的第一出液端导通，第二出液端闭合；

启动水泵，进行抽水；

将存水通过第一出液端输出给冷却组件进行降温，以得到降温后的冷却水；

将冷却水通过回流管流回电热水壶存放。

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