CN111486591A - 一种出水用智能恒温系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种出水用智能恒温系统包括恒温装置和控制面板，恒温装置包括控制箱、内设恒温腔的恒温箱、双向气泵以及输出口，恒温腔的腔壁上设有气压传感器、温度传感器、液位传感器以及加热装置，双向气泵连接恒温腔，冷水管和热水管均与恒温腔连通，冷水管上设有第一流量控制阀，热水管与热水器连接，热水管上设有第二流量控制阀，输出口的底部设有插入恒温腔内的延伸管，热水器、控制面板、第二流量控制阀、第一流量控制阀、双向气泵、气压传感器、温度传感器、液位传感器以及加热装置均与控制箱连接。本发明所述的出水用智能恒温系统实现了输出热水温度恒定的目标，同时还具有操作简便、提高了水的有效利用率的优点。

Description

一种出水用智能恒温系统及实现方法

技术领域

本发明涉及热水器的相关部件，特别涉及一种出水用智能恒温系统及实现方法。

背景技术

随着科技的发展，热水器逐渐被普及，现在的热水器一般是需要借助燃气或电对水进行加热，然后将热水导出进行使用，但是这些热水器在使用时需要通过调节阀门达到调节水温的目的，这个过程不容易准确的掌握水温，容易造成冷热失衡。同时热水器在刚开始使用前，需要先将输送热水的管道中残留的冷水排出，才能够得到热水，这个过程容易造成水资源的浪费。

发明内容

本发明的目的提供一种出水用智能恒温系统及实现方法，解决上述现有技术问题中的一个或多个。

本发明提出一种出水用智能恒温系统及实现方法，包括恒温装置和控制面板，

所述恒温装置包括控制箱、恒温箱、双向气泵、冷水入口、热水入口以及输出口，

所述控制箱内设有单片机，所述单片机与控制面板连接，所述单片机与热水器连接，

所述恒温箱内设有恒温腔，恒温腔的腔壁上设有气压传感器、温度传感器、液位传感器以及加热装置，

所述双向气泵的一端连接恒温腔，

所述冷水入口和热水入口均与恒温腔连通，所述冷水入口连接冷水管，冷水管上设有第一流量控制阀，所述热水入口通过热水管与热水器连接，热水管上设有第二流量控制阀，

所述输出口的底部设有延伸管，且延伸管穿过恒温箱延伸至恒温腔底部，

所述第二流量控制阀、第一流量控制阀、双向气泵、气压传感器、温度传感器、液位传感器以及加热装置均与单片机连接。

在某些实施方式中，所述控制面板上设有触摸屏，所述触摸屏上设有热水按钮、冷水按钮、关闭按钮以及温度编辑框；所述冷水管中设有第一温度传感器，所述第二流量控制阀与热水入口之间的热水管中设有第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器均与单片机连接。

在某些实施方式中，所述恒温装置包括壳体，所述控制箱、恒温箱以及双向气泵均设置在壳体内，所述壳体上设有通气孔，所述双向气泵的另一端与通气孔连通，冷水入口、热水入口以及输出口均设置在壳体的外侧壁上。

在某些实施方式中，所述冷水入口的位置与热水入口的位置对应。

在某些实施方式中，所述壳体上设有门板，所述门板的一端通过连接轴与壳体连接，所述门板的另一端设有旋转座，旋转座穿过门板，门板外侧的旋转座上设有手柄，门板内侧的旋转座上设有卡扣，壳体上对应门板设置辅助板件，辅助板件上对应卡扣设置卡槽。

在某些实施方式中，所述出水用智能恒温系统还包括第一三位三通电磁阀和第二三位三通电磁阀，

所述第一三位三通电磁阀设置在冷水管上，第一三位三通电磁阀的一端口通过冷水管与水源连接，第一三位三通电磁阀的另外两端口分别通过冷水管与第二三位三通电磁阀和冷水入口连接，所述第一流量控制阀设置在第一三位三通电磁阀与冷水入口之间的冷水管上；

所述第二三位三通电磁阀的一端口通过输水管与输出口连接，所述第二三位三通电磁阀的一端口与出水口连接。

一种出水用智能恒温系统的实现方法，包括如下步骤：

单片机获取热水器的温度值、控制面板上输入的设定温度值、温度传感器感应到的温度值、第一温度传感器感应到的温度值、第二温度传感器感应到的温度值以及气压传感器感应到的气压值；

点击热水按钮；

控制延伸管和输水管中的水回流至恒温腔中，同时加热装置开始加热，加热至温度传感器感应到的温度值与设定温度值相等，平衡恒温室中的气压；

按流量比例打开第一流量控制阀和第二流量控制阀，通过冷水入口和热水入口向恒温腔中输水，当第二温度传感器感应到的温度值与热水器的温度值相等时，加热装置停止加热；

输水管与出水口连通，通过出水口输出恒定温度的热水。

在某些实施方式中，所述单片机控制延伸管和输水管中的水回流至恒温腔中的方法为：单片机控制双向气泵将恒温腔中的气体抽出，使得恒温腔中的气压降低，恒温腔中的气压小于延伸管和输水管中的气压，延伸管和输水管中的水在压强差回流至恒温腔中，当延伸管和输水管中的水均回流至恒温腔中时，双向气泵停止工作。

在某些实施方式中，计算所述第一流量控制阀与第二流量控制阀的流量比例的方法如下：

单片机获取热水器的温度值T1、控制面板上输入的设定温度值T2以及第一温度传感器感应到的温度值T3；

按照公式(T1+T3*X)/(1+X)＝T2进行计算，获取X的值，第一流量控制阀与第二流量控制阀的流量比例为X：1。

在某些实施方式中，所述单片机中存储气压传感器的取值范围，平衡恒温室中的气压的方法如下：单片机控制双向气泵向恒温腔输送气体，直至恒温腔中的水的液位恢复到与液位传感器齐平，且气压传感器感应到的气压值在取值范围内，控制双向气泵停止工作即可。

本发明所述的一种出水用智能恒温系统及实现方法的优点如下：

1)只需要在控制面板上直接设定温度值，然后点击热水按钮就可以获取与设定温度值相等的恒温水流，操作过程非常的简单；

2)通过降低气压使得延伸管和输水管中的水回流，这样能够使得点击热水按钮得到的就是热水，进一步保证了恒温的效果；

3)本发明涉及的出水用智能恒温系统不仅可以对延伸管和输水管中的水进行加热，还会对恒温室和热水管中残存的水进行加热，进一步的保证恒温出水，避免使用时需要先将一部分冷水放出才能得到热水的现象，进一步的保证水的有效利用率；

4)设置第二温度传感器和第一温度传感器能够及时有效的获取冷水管和热水管中水的温度值，避免外界环境对冷水水温造成的影响，进一步提升出水用智能恒温系统的稳定性和可靠性，同时能够及时的控制加热装置停止加热。

附图说明

图1为本发明的一种实施方式中出水用智能恒温系统的结构示意图；

图2为本发明的一种实施方式中恒温装置的侧面视图；

图3为本发明的一种实施方式中门板打开后恒温装置的结构示意图；

图4为本发明的一种实施方式中恒温装置的剖面结构示意图；

图5为本发明的一种实施方式中一种出水用智能恒温系统的实现方法的流程图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明提出一种出水用智能恒温系统，包括恒温装置、控制面板、第一三位三通电磁阀7以及第二三位三通电磁阀9，

恒温装置包括壳体11、控制箱20、恒温箱14、双向气泵19、冷水入口114、热水入口115以及输出口116，控制箱20、恒温箱14以及双向气泵19均设置在壳体11内，壳体11上设有通气孔113，冷水入口114、热水入口115以及输出口116均设置在壳体11的外侧壁上，冷水入口114和热水入口115设置在同一高度，这样便于冷水和热水更好的混合；

控制箱20内设有单片机，单片机上连接有设有插头的导线10，通过导线10和插头连接外部插座，连通电源，单片机与控制面板连接，单片机与热水器连接，单片机中存储气压传感器16的取值范围和液位传感器17的液位取值范围；

控制面板上设有触摸屏5，触摸屏5上设有热水按钮、冷水按钮、关闭按钮以及温度编辑框；

恒温箱14内设有恒温腔，恒温腔的腔壁上设有气压传感器16、温度传感器15、液位传感器17以及加热装置21，

双向气泵19的一端连接恒温腔，双向气泵的另一端连接通气孔113，通过双向气泵19控制恒温腔中的气压；

冷水入口114和热水入口115均与恒温腔连通，

第一三位三通电磁阀7设置在冷水管2上，第一三位三通电磁阀7的一端口通过冷水管2与水源连接，第一三位三通电磁阀7的另外两端口分别通过冷水管2与第二三位三通电磁阀9和冷水入口114连接，第一流量控制阀8设置在第一三位三通电磁阀7与冷水入口114之间的冷水管2上；

第二三位三通电磁阀9的一端口通过输水管4与输出口116连接，第二三位三通电磁阀9的一端口与出水口连接，

热水入口115通过热水管3与热水器连接，热水管3上设有第二流量控制阀6，冷水管2中设有第一温度传感器，第二流量控制阀6与热水入口115之间的热水管3中设有第二温度传感器，

输出口116的底部设有延伸管18，且延伸管18穿过恒温箱14延伸至恒温腔底部，

第一温度传感器、第二温度传感器、第二流量控制阀6、第一流量控制阀8、双向气泵19、气压传感器16、温度传感器15、液位传感器17以及加热装置21均与单片机连接，温度传感器15感应到的温度值会在触摸屏5上显示，便于更客观的反应恒温室中水的温度。

本实施例中壳体11上设有门板12，门板12的一端通过连接轴与壳体11连接，门板12可以绕着连接轴旋转，门板12的另一端设有旋转座，旋转座穿过门板12，门板12外侧的旋转座上设有手柄121，门板12内侧的旋转座上设有卡扣122，壳体11上对应门板12设置辅助板件111，辅助板件111上对应卡扣122设置卡槽112。旋转手柄121带动卡扣122旋转，使得卡扣122卡进卡槽112中，达到门板12与辅助板件111连接的目的。

本实施例中叙述的壳体11的上下两侧分别设有一个连接板13，每个连接板13上至少设有一个腰型孔131，通过腰型孔131的设置便于利用螺丝将恒温装置与其他装置之间形成固定的目的。

本实施例中采用电阻丝作为加热装置21，加热装置21设置于恒温腔的内侧壁上，且垂直于恒温腔的底面，加热装置21所在的高度和温度传感器15所在的高度均小于液位传感器17所在的高度。

在控制面板上安装出水用智能恒温系统的引用程序，热水器的温度值、温度传感器15感应到的温度值、第一温度传感器感应到的温度值、第二温度传感器感应到的温度值、气压传感器16感应到的气压值以及液位传感器17感应到的液位值均会传输至单片机中，如图5所示，出水用智能恒温系统的实现方法包括如下步骤：

步骤1、输入设定温度值，在触摸屏5上的温度编辑框中编辑输入设定温度值，并将设定温度值传输给单片机；

步骤2、选择出水口输出类型，点击触摸屏5上的冷水按钮、热水按钮或关闭按钮，

点击冷水按钮，第一三位三通电磁阀7与第二三位三通电磁阀9连通，冷水管2中的水通过出水口输出，实现冷水输出；

点击热水按钮，进入步骤3；

点击关闭按钮，第一三位三通电磁阀7、第二三位三通电磁阀9、第一温度传感器、第二温度传感器、第二流量控制阀6、第一流量控制阀8、双向气泵19、气压传感器16、液位传感器17以及加热装置21均处于关闭状态，实现不输出；

步骤3、延伸管18和输水管4中的水回流至恒温腔中，单片机控制双向气泵19将恒温腔中的气体抽出，使得恒温腔中的气压降低，恒温腔中的气压小于延伸管18和输水管4中的气压，延伸管18和输水管4中的水在压强差回流至恒温腔中，当延伸管18和输水管4中的水均回流至恒温腔中时，双向气泵19停止工作；

步骤4、加热，平衡恒温室中的气压，实现恒定温度的热水输出，步骤3执行的同时加热装置21开始通电加热，加热至温度传感器15感应到的温度值与设定温度值相等，双向气泵19向恒温腔输送气体，直至恒温腔中的水的液位恢复到与液位传感器17齐平(即当前液位传感器17感应到的液位值在液位传感器17的取值范围内)，且气压传感器16感应到的气压值在气压传感器16的取值范围内，双向气泵19停止工作，实现恒温室中的气压平衡，输水管4与出水口连通，通过出水口输出恒定温度的热水；

步骤5、冷热水输入实现恒定温度的热水持续输出，输水管4与出水口连通的同时按流量比例打开第一流量控制阀8和第二流量控制阀6，通过冷水入口114和热水入口115向恒温腔中输水，当第二温度传感器感应到的温度值与热水器的温度值相等时，加热装置21停止加热，出水口持续输出恒定温度的热水，其中第一流量控制阀8与第二流量控制阀6的流量比例的方法如下：

单片机获取热水器的温度值T1、控制面板上输入的设定温度值T2以及第一温度传感器感应到的温度值T3，其中T2小于T1；

按照公式(T1+T3*X)/(1+X)＝T2进行计算，获取X的值，第一流量控制阀8与第二流量控制阀6的流量比例为X：1。

以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种出水用智能恒温系统，其特征在于，包括恒温装置和控制面板，

所述恒温装置包括控制箱(20)、恒温箱(14)、双向气泵(19)、冷水入口(114)、热水入口(115)以及输出口(116)，

所述控制箱(20)内设有单片机，所述单片机与控制面板连接，所述单片机与热水器连接，

所述恒温箱(14)内设有恒温腔，恒温腔的腔壁上设有气压传感器(16)、温度传感器(15)、液位传感器(17)以及加热装置(21)，

所述双向气泵(19)的一端连接恒温腔，

所述冷水入口(114)和热水入口(115)均与恒温腔连通，所述冷水入口(114)连接冷水管(2)，冷水管(2)上设有第一流量控制阀(8)，所述热水入口(115)通过热水管(3)与热水器连接，热水管(3)上设有第二流量控制阀(6)，

所述输出口(116)的底部设有延伸管(18)，且延伸管(18)穿过恒温箱(14)延伸至恒温腔底部，

所述第二流量控制阀(6)、第一流量控制阀(8)、双向气泵(19)、气压传感器(16)、温度传感器(15)、液位传感器(17)以及加热装置(21)均与单片机连接。

2.根据权利要求1所述的一种出水用智能恒温系统，其特征在于，所述控制面板上设有触摸屏(5)，所述触摸屏(5)上设有热水按钮、冷水按钮、关闭按钮以及温度编辑框；所述冷水管(2)中设有第一温度传感器，所述第二流量控制阀(6)与热水入口(115)之间的热水管(3)中设有第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器均与单片机连接。

3.根据权利要求1所述的一种出水用智能恒温系统，其特征在于，所述恒温装置包括壳体(11)，所述控制箱(20)、恒温箱(14)以及双向气泵(19)均设置在壳体(11)内，所述壳体(11)上设有通气孔(113)，所述双向气泵(19)的另一端与通气孔(113)连通，冷水入口(114)、热水入口(115)以及输出口(116)均设置在壳体(11)的外侧壁上。

4.根据权利要求1或3所述的一种出水用智能恒温系统，其特征在于，所述冷水入口(114)的位置与热水入口(115)的位置对应。

5.根据权利要求3所述的一种出水用智能恒温系统，其特征在于，所述壳体(11)上设有门板(12)，所述门板(12)的一端通过连接轴与壳体(11)连接，所述门板(12)的另一端设有旋转座，旋转座穿过门板(12)，门板(12)外侧的旋转座上设有手柄(121)，门板(12)内侧的旋转座上设有卡扣(122)，壳体(11)上对应门板(12)设置辅助板件(111)，辅助板件(111)上对应卡扣(122)设置卡槽(112)。

6.根据权利要求1所述的一种出水用智能恒温系统，其特征在于，所述出水用智能恒温系统还包括第一三位三通电磁阀(7)和第二三位三通电磁阀(9)，

所述第一三位三通电磁阀(7)设置在冷水管(2)上，第一三位三通电磁阀(7)的一端口通过冷水管(2)与水源连接，第一三位三通电磁阀(7)的另外两端口分别通过冷水管(2)与第二三位三通电磁阀(9)和冷水入口(114)连接，所述第一流量控制阀(8)设置在第一三位三通电磁阀(7)与冷水入口(114)之间的冷水管(2)上；

所述第二三位三通电磁阀(9)的一端口通过输水管(4)与输出口(116)连接，所述第二三位三通电磁阀(9)的一端口与出水口连接。

7.权利要求1-6中任一项所述的一种出水用智能恒温系统的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

单片机获取热水器的温度值、控制面板上输入的设定温度值、温度传感器(15)感应到的温度值、第一温度传感器感应到的温度值、第二温度传感器感应到的温度值以及气压传感器(16)感应到的气压值；

点击热水按钮；

控制延伸管(18)和输水管(4)中的水回流至恒温腔中，同时加热装置(21)开始加热，加热至温度传感器(15)感应到的温度值与设定温度值相等，平衡恒温室中的气压；

按流量比例打开第一流量控制阀(8)和第二流量控制阀(6)，通过冷水入口(114)和热水入口(115)向恒温腔中输水，当第二温度传感器感应到的温度值与热水器的温度值相等时，加热装置(21)停止加热；

输水管(4)与出水口连通，通过出水口输出恒定温度的热水。

8.根据权利要求7所述的实现方法，其特征在于，所述单片机控制延伸管(18)和输水管(4)中的水回流至恒温腔中的方法为：单片机控制双向气泵(19)将恒温腔中的气体抽出，使得恒温腔中的气压降低，恒温腔中的气压小于延伸管(18)和输水管(4)中的气压，延伸管(18)和输水管(4)中的水在压强差回流至恒温腔中，当延伸管(18)和输水管(4)中的水均回流至恒温腔中时，双向气泵(19)停止工作。

9.根据权利要求7所述的实现方法，其特征在于，计算所述第一流量控制阀(8)与第二流量控制阀(6)的流量比例的方法如下：

单片机获取热水器的温度值T1、控制面板上输入的设定温度值T2以及第一温度传感器感应到的温度值T3；

按照公式(T1+T3*X)/(1+X)＝T2进行计算，获取X的值，第一流量控制阀(8)与第二流量控制阀(6)的流量比例为X：1。

10.根据权利要求7所述的实现方法，其特征在于，所述单片机中存储气压传感器(16)的取值范围，平衡恒温室中的气压的方法如下：单片机控制双向气泵(19)向恒温腔输送气体，直至恒温腔中的水的液位恢复到与液位传感器(17)齐平，且气压传感器(16)感应到的气压值在取值范围内，控制双向气泵(19)停止工作即可。

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