CN111465583B - 设置有去离子过滤器的净水器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的一个实施例的设置有去离子过滤器的净水器，可以设置为包括：去离子过滤器，用于执行去除流入的水中所包含的离子物质的去离子操作；供电单元，用于选择性地将去离子电压或再生电压施加到所述去离子过滤器；净水阀门，设置在与所述去离子过滤器的出水端连接的净水流路上，以通过开关操作来控制净水提取量；以及控制单元，当开始提取净水的信号被输入时，所述控制单元控制所述供电单元将所述去离子电压施加到所述去离子过滤器，并且打开所述净水阀门。
Description
技术领域
本申请涉及设置有去离子过滤器的净水器及其控制方法。
背景技术
近期，有关利用电吸引力去除原水中所包含的离子物质等的去离子过滤器的研究已得到积极开展。
例如，已经提出通过使用包括阳离子交换膜和阴离子交换膜的双极性(Bipolar)离子交换膜来执行去离子操作的去离子过滤器。
然而，由于去离子过滤器以通过电吸引力吸滞离子物质的方法来去除离子物质，因此当停止将电压施加到去离子过滤器时，被吸滞的离子物质重新被洗脱，从而会造成去离子过滤器单元内部的TDS浓度升高。
而且，即使在完成去离子过滤器的再生操作之后，去离子过滤器单元内部的TDS浓度也会升高。
因此，有可能会将高TDS浓度的水供应给用户。
发明内容
给用户的问题。为了解决如上所述的课题，本发明的一个实施例提供一种设置有去离子过滤器的净水器。
所述设置有去离子过滤器的净水器，可以包括：去离子过滤器，用于执行去除流入的水中所包含的离子物质的去离子操作；供电单元，用于选择性地将去离子电压或再生电压施加到所述去离子过滤器；净水阀门，设置在与所述去离子过滤器的出水端连接的净水流路上，以通过开关操作来控制净水提取量；以及控制单元，当开始提取净水的信号被输入时，所述控制单元控制所述供电单元将所述去离子电压施加到所述去离子过滤器，并且打开所述净水阀门。
此外，本发明的另一个实施例提供一种设置有去离子过滤器的净水器的控制方法。
所述设置有去离子过滤器的净水器的操作方法，可以包括以下步骤：当开始提取净水时，将先前的净水提取量与预设流量进行比较；当所述先前的净水提取量大于或等于所述预设流量时，将去离子电压施加到去离子过滤器；施加所述去离子电压并且经过预设时间之后，打开净水阀门；以及当停止提取净水时，停止将去离子电压施加到所述去离子过滤器，并且关闭所述净水阀门。
此外，上述课题解决手段没有完全列出本发明的全部特征。参考以下具体实施方式，可以更详细地了解本发明的各种特征及其优点和效果。根据本发明的一个实施例，可以按照预设时间将去离子电压施加到去离子过滤器以降低去离子过滤器内部的TDS浓度，之后打开净水阀门以提取净水，从而防止将高TDS浓度的水供应给用户。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的设置有去离子过滤器的净水器的框图。
图2为根据本发明的另一个实施例的设置有去离子过滤器的净水器的控制方法的流程图。
图3为根据本发明的又一个实施例的设置有去离子过滤器的净水器的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下，参考附图详细描述优选实施例，以使得在本发明所属的技术领域中具有常规知识的技术人员能够容易地进行实施。然而，在详细描述本发明的优选实施例时，如果对于相关的已知功能或结构的详细解释被认为是不必要地偏离本发明的主旨，则会省略其详细解释。此外，在所有附图中，相同的附图标记用于具有相似功能和作用的部件。
另外，在整个说明书中，当描述某一部分与另一部分“连接”时，不仅包括“直接连接”的情况，还包括通过其它元件而“间接连接”的情况。此外，除非有明确相反的记载，否则“包括”某个结构要素应理解为还包括其它结构要素，而非排除其它结构要素。
图1为根据本发明的一个实施例的设置有去离子过滤器的净水器的框图。
参照图1，根据本发明的一个实施例的设置有去离子过滤器的净水器可以设置为包括去离子过滤器110、供电单元120、电导率仪130、流量计140、控制单元150以及操作单元160。
去离子过滤器110可以执行利用电吸引力去除流入的水中所包含的离子物质等的去离子操作。
例如，去离子过滤器110可以设置为包括第一电极和第二电极，以及位于第一电极和第二电极之间的双极性离子交换片。其中，双极性离子交换片可以通过接合阳离子交换膜和阴离子交换膜而构成，或者可以进一步包括形成在阳离子交换膜与阴离子交换膜之间的水分解催化剂层而构成。
此外，可以通过稍后将描述的供电单元120而将电力施加到去离子过滤器110。例如，当执行去离子操作时，可以将去离子电压施加到去离子过滤器110，并且当执行再生操作时，可以将再生电压施加到去离子过滤器110。
与去离子过滤器110的出水端连接的流路可分岔为用于提取净水的净水流路和用于排放再生水的再生水流路，并且每个流路上可以分别设置有净水阀门V1和再生水阀门V2，净水阀门V1通过开关操作来控制净水提取量，再生水阀门V2通过开关操作来控制再生水排水量。
但是，去离子过滤器110的结构不限于此，去离子过滤器110可以被设置为以本领域技术人员已知的各种方式来执行去离子操作。另外，由于去离子过滤器110执行去离子操作或再生操作的原理是本领域技术人员已知的，因此将省略其详细描述。
供电单元120可以在控制单元150的控制下选择性地将去离子电压或再生电压施加到去离子过滤器110。
例如，供电单元120可以在去离子过滤器110执行去离子操作时施加去离子电压，而在去离子过滤器110执行再生操作时施加再生电压。此时，去离子电压和再生电压可以具有相反的极性。换句话说，当施加去离子电压时，设置在去离子过滤器110中的第一电极和第二电极分别为正(+)电极和负(－)电极，并且当施加再生电压时，设置在去离子过滤器110中的第一电极和第二电极分别为负(－)电极和正(+)电极。
电导率仪130可以设置在与去离子过滤器110的入水端连接的流路上，以测量流入去离子过滤器110的水的电导率。
流量计140可以设置在与去离子过滤器110的入水端连接的流路上，以测量流入去离子过滤器110的水的流量。
由电导率仪130测量的电导率和由流量计140测量的流量可以传输到控制单元150。
控制单元150用于控制设置有去离子过滤器的净水器的整体操作，该控制单元例如可以通过中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、微处理器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等处理器来实现，并且可以设置有用于存储净水器操作所需的各种数据的存储器。
具体地，控制单元150可以根据从稍后将描述的操作单元160接收的输入信号来控制供电单元120和净水阀门V1的操作。
例如，当控制单元150从操作单元160接收到开始提取净水的信号时，控制单元150可以控制供电单元120将去离子电压施加到去离子过滤器110，以使去离子过滤器110执行去除去离子操作，并且打开净水阀门V1以提取净水。
此时，控制单元150可以基于先前的净水提取量或流入去离子过滤器110的水(例如原水)的TDS(Total dissolved solids)浓度来不同地调节净水阀门V1的打开时间。
其中，先前的净水提取量是指在输入当前的开始提取净水的信号之前，由去离子过滤器110执行去离子操作而连续提取净水的量，因此随着净水提取量的增加，离子物质的重洗脱量可能会增加。
此外，可以根据由电导率仪130传输的电导率值计算原水的TDS浓度。具体地，可以根据电导率随着水的TDS浓度增加而增加的原理，由电导率值计算出TDS浓度。作为用于将电导率值转换为TDS浓度的转换常数，可以采用在0.5至1.0的范围内选择的常数，并且转换常数可以根据水质而变化。
根据一个示例，当先前的净水提取量小于预设流量(例如300cc)时，控制单元150可以在将去离子电压施加到去离子过滤器110的同时，打开净水阀门V1以提取净水。反之，当先前的净水提取量大于或等于预设流量时，控制单元150首先按照预设时间(例如3秒)将去离子电压施加到去离子过滤器110，以降低去离子过滤器110内部的TDS浓度，之后打开净水阀门V1，从而提取净水。
根据另一个示例，当原水的TDS浓度小于预设浓度(例如100ppm)时，控制单元150可以在将去离子电压施加到去离子过滤器110的同时，打开净水阀门V1以提取净水。反之，当原水的TDS浓度大于或等于预设浓度时，控制单元150首先按照预设时间(例如3秒)将去离子电压施加到去离子过滤器110，以降低去离子过滤器110内部的TDS浓度，之后打开净水阀门V1，从而提取净水。
根据又一个示例，控制单元150可以在再生操作结束之后按照预设时间(例如3秒)将去离子电压施加到去离子过滤器110，以降低去离子过滤器110内部的TDS浓度，之后打开净水阀门V1以提取净水。在这种情况下，控制单元150可以进一步考虑原水的TDS浓度，当原水的TDS浓度小于预设浓度(例如100ppm)时，可以在将去离子电压施加到去离子过滤器110的同时，打开净水阀门V1以提取净水，而当原水的TDS浓度大于或等于预设浓度时，首先将去离子电压施加到去离子过滤器110，以降低去离子过滤器110内部的TDS浓度，之后再打开净水阀门V1。在去离子过滤器110的再生操作结束并且开始提取净水之前，去离子过滤器110内部的水可能具有高的TDS浓度，因此，如上所述，可以在降低去离子过滤器110内部的TDS浓度之后提取净水，从而防止将高TDS浓度的水供应给用户。
其中，预设流量、浓度及时间不限于上述示例，并且可以根据去离子过滤器110的净水容量、安装环境(例如原水水质)以及用户要求(例如净水TDS浓度)等而改变。
操作单元160用于接收用于进行设置有去离子过滤器的净水器的操作控制的用户输入，例如可以通过触摸按钮、机械按钮等来实现。
例如，可以通过操作单元160获得用于开始提取净水或停止提取净水的用户输入。
图2为根据本发明的另一个实施例的设置有去离子过滤器的净水器的控制方法的流程图。
参照图2，当用户开始提取净水时(S21)，对先前的净水提取量与预设的流量(例如300cc)进行比较(S22)，当先前的净水提取量小于预设的流量时，则将去离子电压施加到去离子过滤器并且打开净水阀门以提取净水(S23)。
反之，当先前的净水提取量大于或等于预设的流量时，首先将去离子电压施加到去离子过滤器(S26)，并且在经过预设时间(例如3秒)之后(S27)，打开净水阀门以提取净水(S28)。
之后，当用户停止提取净水时(S24)，停止将电压施加到去离子过滤器并且关闭净水阀门以停止提取净水(S25)。
图3为根据本发明的又一个实施例的设置有去离子过滤器的净水器的控制方法的流程图。
参照图3，当用户开始提取净水时(S31)，将原水的TDS浓度与预设浓度(例如100ppm)进行比较(S32)，当原水的TDS浓度小于预设浓度时，则将去离子电压施加到去离子过滤器并且打开净水阀门以提取净水(S33)。
反之，当原水的TDS浓度大于或等于预设浓度时，首先将去离子电压施加到去离子过滤器(S36)，并且在经过预设时间(例如3秒)之后(S37)，打开净水阀门以提取净水(S38)。
之后，当用户停止提取净水时(S34)，停止将电压施加到去离子过滤器并且关闭净水阀门以停止提取净水(S35)。
图3所示的控制方法还可以适用于再生操作结束之后第一次提取净水的情况。
根据一个示例，在再生操作结束之后，当开始提取净水时，可以根据原水的TDS浓度来执行上述步骤S33或步骤S36。
根据另一个示例，在完成再生操作之后，当开始提取净水时，也可以不考虑原水的TDS浓度而执行步骤S36，通过将去离子电压施加一定时间而降低去离子过滤器内部的TDS浓度，之后再打开净水阀门。由此可以防止在完成再生操作之后残留于去离子过滤器内部的高TDS浓度的水被供应给用户。
参照图2和图3，上述控制方法可以由设置在设置有去离子过滤器的净水器中的处理起来执行。
另一方面，在图1中示出了包括一个去离子过滤器的净水器，但是本发明的应用范围不限于此。换句话说，本发明可以同样应用于包括两个或更多个去离子过滤器的净水器，并且可以分别对包括在净水器中的两个或更多个去离子过滤器使用如上所述的控制方法。
本发明不限于如上所述的实施例和附图。在本发明所属的技术领域中具有常规知识的技术人员可在不脱离本发明的技术思想的范围内，可以理所当然地替换、变形和修改本发明的结构要素。
Claims (14)
1.一种设置有去离子过滤器的净水器，包括：
去离子过滤器，用于执行去除流入的水中所包含的离子物质的去离子操作；
供电单元，用于选择性地将去离子电压或再生电压施加到所述去离子过滤器；
净水阀门，设置在与所述去离子过滤器的出水端连接的净水流路上，以通过开关操作来控制净水提取量；
控制单元，当开始提取净水的信号被输入时，所述控制单元控制所述供电单元将所述去离子电压施加到所述去离子过滤器，并且打开所述净水阀门；以及
流量计，所述流量计设置在与所述去离子过滤器的入水端连接的流路上，以测量流入所述去离子过滤器的水的流量，
其中，所述控制单元基于先前的净水提取量来调节所述净水阀门的不同的打开时间。
2.根据权利要求1所述的设置有去离子过滤器的净水器，其中，当所述先前的净水提取量小于预设流量时，所述控制单元将所述去离子电压施加到所述去离子过滤器的同时，打开所述净水阀门。
3.根据权利要求1所述的设置有去离子过滤器的净水器，其中，当所述先前的净水提取量大于或等于预设流量时，所述控制单元在按照预设时间将去离子电压施加到所述去离子过滤器之后，打开所述净水阀门。
4.根据权利要求1所述的设置有去离子过滤器的净水器，其中，还包括电导率仪，所述电导率仪设置在与所述去离子过滤器的入水端连接的流路上，以测量流入所述去离子过滤器的水的电导率，
所述控制单元基于流入所述去离子过滤器的水的TDS浓度来不同地调节所述净水阀门的打开时间。
5.根据权利要求4所述的设置有去离子过滤器的净水器，其中，当所述TDS浓度小于预设浓度时，所述控制单元在将所述去离子电压施加到所述去离子过滤器的同时，打开所述净水阀门。
6.根据权利要求4所述的设置有去离子过滤器的净水器，其中，当所述TDS浓度大于或等于预设浓度时，所述控制单元按照预设时间将去离子电压施加到所述去离子过滤器之后，打开所述净水阀门。
7.根据权利要求1所述的设置有去离子过滤器的净水器，其中，当所述去离子过滤器的再生操作结束并且所述开始提取净水的信号被输入时，所述控制单元在按照预设时间将去离子电压施加到所述去离子过滤器之后，打开所述净水阀门。
8.一种设置有去离子过滤器的净水器的控制方法，包括以下步骤：
当开始提取净水时，将先前的净水提取量与预设流量进行比较；
当所述先前的净水提取量大于或等于所述预设流量时，将去离子电压施加到所述去离子过滤器；
施加所述去离子电压并且经过预设时间之后，打开净水阀门；以及
当停止提取净水时，停止将去离子电压施加到所述去离子过滤器，并且关闭所述净水阀门。
9.根据权利要求8所述的设置有去离子过滤器的净水器的控制方法，其中，还包括以下步骤：
当所述先前的净水提取量小于所述预设流量时，在将去离子电压施加到所述去离子过滤器的同时，打开所述净水阀门。
10.一种设置有去离子过滤器的净水器的控制方法，包括以下步骤：
当开始提取净水时，将原水的TDS浓度与预设浓度进行比较；
当所述原水的TDS浓度大于或等于所述预设浓度时，将去离子电压施加到去离子过滤器；
施加所述去离子电压并且经过预设时间之后，打开净水阀门；以及
当停止提取净水时，停止将去离子电压施加到所述去离子过滤器，并且关闭所述净水阀门。
11.根据权利要求10所述的设置有去离子过滤器的净水器的控制方法，其中，还包括以下步骤：
当所述原水的TDS浓度小于所述预设浓度时，将去离子电压施加到所述去离子过滤器的同时，打开所述净水阀门。
12.一种设置有去离子过滤器的净水器的控制方法，包括以下步骤：
当所述去离子过滤器的再生操作结束并且开始提取净水时，将去离子电压施加到所述去离子过滤器；
施加所述去离子电压并且经过预设时间之后，打开净水阀门；以及
当停止提取净水时，停止将去离子电压施加到所述去离子过滤器，并且关闭所述净水阀门。
13.根据权利要求12所述的设置有去离子过滤器的净水器的控制方法，其中，还包括以下步骤：
当所述去离子过滤器的再生操作结束并且开始提取净水时，将原水的TDS浓度与预设浓度进行比较，
当所述原水的TDS浓度大于或等于所述预设浓度时，执行将去离子电压施加到所述去离子过滤器的步骤。
14.根据权利要求13所述的设置有去离子过滤器的净水器的控制方法，其中，还包括以下步骤：当所述原水的TDS浓度小于所述预设浓度时，在将去离子电压施加到所述去离子过滤器的同时，打开所述净水阀门。
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