CN111637570A - 用于加湿器水箱的低功率快速加热系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于加湿器水箱的低功率快速加热系统，属一种加湿器水箱结构，包括水箱本体，水箱本体外侧安装有多层第一加热元件，多层第一加热元件沿着水箱本体外侧由低到高层叠加安装，多层第一加热元件分别接入电源，且多层第一加热元件还分别接入控制模块；水箱本体的内部还安装有液位采集模块，液位采集模块也接入所述控制模块。通过在水箱本体的外侧由低到高层叠安装多层第一加热元件，从而可由控制模块根据水箱本体内液位的实际位置，控制相应层的第一加热元件电源的通断，从而提升每层加热元件温度的利用率，并通过使用加热元件与水箱外壁充分接触的方式对水加热，亦可使低温加热也能保证水的加热速度，且避免水箱内壁产生水垢。

Description

用于加湿器水箱的低功率快速加热系统及方法

技术领域

本发明涉及一种加湿器水箱结构，更具体的说，本发明主要涉及一种用于加湿器水箱的低功率快速加热系统。

背景技术

加湿器是一种增加室内湿度的设备，主要用于增加室内空气湿度，常见于居室或小型办公室，使人们在湿度适宜的空气环境中生活或工作，避免出现空气干燥引发的各种身体不适状况。现有的加湿器具有多种类型，例如超声波雾化加湿器，电热加湿器，虽然各类加湿器最终目的都是增加室内空气湿度，但是各类加湿器存在不同的优缺点，部分加湿器在单位体积上的加湿速率不高，有的加湿器在水分气化时消耗电能较高，有的加湿器单位功耗能够产生的加湿量受到限制。例如电热加湿器安全性能要求高，超声波雾化加湿器对水质要求较高。最适用市场的是自然蒸发型加湿器，当前市场上的蒸发器件是浸没在储水箱的水面以下的，工作时，通过蒸发器转动，并由风机带动气流经过蒸发器，从而将湿气流向外界实现加湿，其蒸发原理是利用水分自然蒸发。而水分自然蒸发的效率，易受到环境因素的影响，其影响因素主要包括大气温度、湿度、风速以及蒸发面积。水温与蒸发量成正比，即用于蒸发的水温越高，蒸发器上的蒸发量越大，常见加湿器设置加热元件，这类加热元件与水箱的接触面有限，且加热元件的温度利用率有限，因此如需提升加热速度就需要采用较大功率的加热元件，从而导致水箱内水的温度不均匀，并且局部温度过高还容易使水钙化而在水箱的内壁产生水垢，因此有必要针对这类加湿器的水箱加热结构以及加热元件温度的利用率做进一步的研究和改进。

发明内容

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种用于加湿器水箱的低功率快速加热系统，以期望解决现有技术中同类加湿器水箱结构单一，常规的加热元件与水箱的接触面积有限，且功率过高局部加热容易使水箱内部产生水垢，以及加热元件的温度利用率低等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种用于加湿器水箱的低功率快速加热系统，包括水箱本体，所述水箱本体外侧安装有多层第一加热元件，所述多层第一加热元件沿着水箱本体外侧由低到高层叠加安装，所述多层第一加热元件分别接入电源，且所述多层第一加热元件还分别接入控制模块。所述水箱本体的内部还安装有液位采集模块，所述液位采集模块也接入所述控制模块，用于由液位采集模块采集当前水箱本体内的液位值，并传输至控制模块，由控制模块根据当前液位值，分别控制各层第一加热元件的电源通断。

作为优选，进一步的技术方案是：所述的水箱本体的底部安装有第二加热元件，所述第二加热元件也接入控制模块与电源。

更进一步的技术方案是：所述第一加热元件为环形电加热膜，且所述环形电加热膜均呈横向的环绕贴附于水箱本体的外侧面上。

更进一步的技术方案是：所述第二加热元件为电加热膜，所述电加热膜贴附在所述水箱本体底部的外侧面上。

更进一步的技术方案是：所述液位采集模块包括外壳体，所述外壳体的内部安装有低水位探针与高水位探针，所述低水位探针与高水位探针均接入信号板，所述信号板通过电磁线圈接入所述控制模块，用于信号板根据低水位探针与高水位探针在水位变化时产生的电势差，生成液位值，并通过所述电磁线圈传输至控制模块。

更进一步的技术方案是：所述电磁线圈设置在外壳体的上部的下侧上，所述信号板通过所述电磁线圈同时接入电源与控制模块。

本发明另一方面提供了一种用于加湿器水箱的低功率快速加热方法，所述的方法包括如下步骤：多层第一加热元件的电源常态下均处于断开状态。系统上电，且当水箱本体内注水后，由液位采集模块实时采集当前液位值并传输至控制模块。控制模块根据当前液位值，控制位于水箱本体外侧面，且与水箱本体内液位以下对应的第一加热元件的电源导通。当水箱本体内的水位下降后，由控制模块根据当前的液位值，控制与水箱本体内液位以上对应的第一加热元件的电源断开。以此循环。

作为优选，进一步的技术方案是：当水箱本体内注水后，由控制模块控制位于水箱本体底部的第二加热元件的电源导通。

更进一步的技术方案是：所述液位采集模块的液位信号和供电均通过电磁线圈进行无线传输。

更进一步的技术方案是：所述第一加热元件为环形电加热膜，且所述环形电加热膜均呈横向的环绕贴附于水箱本体的外侧面上。所述第二加热元件为电加热膜，所述电加热膜贴附在所述水箱本体底部的外侧面上。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过在水箱本体的外侧由低到高层叠安装多层第一加热元件，从而可由控制模块根据水箱本体内液位的实际位置，控制相应层的第一加热元件电源的通断，从而提升每层加热元件温度的利用率，避免未与液位以下对应的加热元件开启，进而降低电能消耗，并通过使用加热元件与水箱外壁充分接触的方式对水加热，亦可使低温加热也能保证水的加热速度，且可由控制模块控制第一加热元件的加热功率与加热时间，避免局部加热温度过高使水钙化而在水箱内壁产生水垢，同时发明所提供的一种用于加湿器水箱的低功率快速加热系统结构简单，适于在各类规格的加湿器中安装使用，应用范围广阔。

附图说明

图1为用于说明本发明一个实施例的结构示意图。

图2为用于说明本发明一个实施例中液位采集模块的结构示意图。

图3为图1另一角度的结构示意图。

图中，1为水箱本体、2为第一加热元件、3为液位采集模块、31为外壳体、32为低水位探针、33为高水位探针、34为信号板、35为电磁线圈、4为第二加热元件、35为电磁线圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

参考图1所示，本发明的一个实施例是一种用于加湿器水箱的低功率快速加热系统，包括水箱本体1，值得注意的是，在前述的水箱本体1外侧安装有多层第一加热元件2，并将多层第一加热元件2沿着水箱本体1外侧由低到高层叠加安装，即使每层第一加热元件2对应水箱本体1内不同的液位高度，即每层第一加热元件对水箱本体1侧面的不同位置加热。然后将前述多层第一加热元件2分别接入电源，且为了方便控制，还需将前述的多层第一加热元件2再分别接入控制模块，该控制模块可采用常规的单片机等控制芯片，其可根据传感值进行逻辑判断，根据预设程序输出控制指令。与之对应的，还需在水箱本体1的内部安装有一个液位采集模块3，并且该液位采集模块3也需接入上述的控制模块，从而实现由液位采集模块3采集当前水箱本体1内的液位值，并传输至控制模块，由控制模块根据当前液位值根据预设的程序进行逻辑判断，进而分别控制各层第一加热元件2的电源通断，即水箱本体1内的水位到达哪层第一加热元件2的位置，哪层第一加热元件2的电源即导通，开始由水箱本体1的外侧对其内部的水加热。优选的是，前述的液位采集模块3可采用各类水位传感器，水位传感器将水位信号值的模拟量值传输至控制模块。此外，前述第一加热元件2电源导通的时间，亦可由控制模块进行控制，正如前述所提到的，其可根据预设的加热规则实现，例如发明人经过试验，当水温不高于40℃时，水不易发生钙化，进而可减少在水箱内产生水垢，并且根据发明人的试验结果，当水温为30℃时，加湿量为700ml/h。当水温达到36℃时，加湿量达到800 ml/h。当水温达到39℃时，加湿量将达到1000ml/h。

在本实施例中，通过在水箱本体1的外侧由低到高层叠安装多层第一加热元件2，从而可由控制模块根据水箱本体内液位的实际位置，控制相应层的第一加热元件2电源的通断，从而提升每层加热元件温度的利用率，避免未与液位以下对应的加热元件开启，进而降低电能消耗，并通过使用加热元件与水箱外壁充分接触的方式对水加热，亦可使低温加热也能保证水的加热速度，且可由控制模块控制第一加热元件2的加热功率与加热时间，避免局部加热温度过高使水钙化而在水箱内壁产生水垢。

结合图2所示，在本发明的另一个实施例中，为进一步提升水箱本体1中水的加热速度，进一步增加加热元件与水箱本体1外侧的加热面积，还可在水箱本体1的底部在安装一个第二加热元件4，并且前述的第二加热元件4也分别接入控制模块与电源。为控制加热功率，前述的第一加热元件2与第二加热元件4均采用低功率的电加热膜，使得电加热膜可直接贴附在水箱本体1底部的外侧面上，从而可最大化的增加加热元件与水箱外壁的接触面积，从而增加前述的加热面积。在液位采集模块3的作用下，只要水箱本体1内有水，控制模块均控制第二加热元件4的电源导通。基于前述原理，前述的第一加热元件2可采用多层的环形电加热膜，将多层的环形电加热膜如图1所示的横向环绕贴附在水箱本体1的外侧上，优选的是，前述环形电加热膜在水箱本体1平放时，环形电加热膜与水平面保持一致，从而保证根据实际液位加热的精确性。

参考图3所示，在发明用于解决技术问题更加优选的一个实施例中，为提升液位采集的精度，且避免液位采集模块3的采集精度受到水质的影响，发明人对上述的液位采集模块3的结构进行了改进，具体为在液位采集模块3中设计一个外壳体31，然后在外壳体31的内部安装了一个低水位探针32与一个高水位探针33，高低水位探针32与高水位探针33为两个低电流探针导体，将前述低水位探针32与高水位探针33均接入信号板34，该信号板34也安装在前述外壳体31的内部，更为重要的是，前述信号板34还需通过电磁线圈35接入上述的控制模块。其中高水位探针33在水箱本体1的里面与贯通最低液位与最高液位，当水箱内的液位变化时，其可与低水位探针32产生不同的电势差，进而可使得信号板34根据低水位探针32与高水位探针33之间产生的电势差变化，生成实时的液位值，并通过电磁线圈35传输至控制模块，在此结构中前述信号板34还通过电磁线圈35接入电源，即液位值信号以及电源均通过前述的电磁线圈35传输，采用电磁线圈后使得液位采集模块3与加湿器上部电源之间无需设置电极，从而改善因电极沾水而发生短路，以及水对电极座造成腐蚀等不利现象。基于前述思路，为起到防护目的，可直接将前述的电磁线圈35设置在外壳体31上部的下侧，正如前述所提到的，前述信号板34通过电磁线圈35同时接入电源与控制模块。

上述的电磁线圈35可入图1所示的设置为两个，并置于外壳体31的上部，并且直接接入信号34进行数据传输及电源导通，由于目前此类电磁线圈的应用较为普遍，因此对于其本身的原理以及数据传输的方式在此处不再详述，本领域技术人员可参考本领域内同类的电磁线圈技术实现，本发明的改进也不在于电磁线圈的结构本身。

本发明的另一个实施例是一种用于加湿器水箱的低功率快速加热方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1、系统上电前，多层第一加热元件2的电源均处于断开状态。系统上电后多层第一加热元件2仍保持电源断开状态。

步骤S2、系统上电后，当水箱本体1内注水后，由液位采集模块3实时采集当前液位值并传输至控制模块。控制模块根据当前液位值，控制位于水箱本体1外侧面，且与水箱本体1内液位以下对应的第一加热元件2的电源导通。在前述的过程中，液位采集模块3的液位信号和供电均通过电磁线圈35进行无线传输。

在本步骤中，水箱本体1的下部设有第二加热元件4，第二加热元件4采用电加热膜贴附在水箱本体1的底部外侧，从而在当水箱本体1内注水后，由控制模块控制位于水箱本体1底部的第二加热元件4的电源导通，使其对水箱本体1对应位置加热。

步骤S3、当水箱本体1内的水位下降后，由控制模块根据当前的液位值，控制与水箱本体1内液位以上对应的第一加热元件2的电源断开。以此循环。

优选的是，与上述实施例相类似，本实施例中的第一加热元件2也采用为环形电加热膜，并将环形电加热膜均呈横向的环绕安装于水箱本体1的外侧面上。第二加热元件4采用大面积电加热膜，电加热膜与水箱本体1的底部相吻合，从而可将电加热膜完全贴附在水箱本体1底部的外侧面上。

参考图1至3所示，本发明上述优选的一个实施例在实际使用中，可直接以加热系统的水箱本体1替换现有蒸发式加湿器的水箱，亦可直接采用这类加湿器中的控制模块进行水箱液位值判断以及加热元件电源的开启与断开控制，在水箱中亦可安装蒸发器件，将水箱中的水带出与产生的气流充分接触完成蒸发加湿的循环，在蒸发式加湿器中使用时与现有水箱无异，且通过内置的电磁线圈省去了原有水箱本体1上的电极接口，使得水箱本体1的上缘呈图1所示的平整状态，便于清洁，且防止电极腐蚀或短路。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种用于加湿器水箱的低功率快速加热系统，包括水箱本体（1），其特征在于：所述水箱本体（1）外侧安装有多层第一加热元件（2），所述多层第一加热元件（2）沿着水箱本体（1）外侧由低到高层叠加安装，所述多层第一加热元件（2）分别接入电源，且所述多层第一加热元件（2）还分别接入控制模块；

所述水箱本体（1）的内部还安装有液位采集模块（3），所述液位采集模块（3）也接入所述控制模块，用于由液位采集模块（3）采集当前水箱本体（1）内的液位值，并传输至控制模块，由控制模块根据当前液位值，分别控制各层第一加热元件（2）的电源通断。

2.根据权利要求1所述的用于加湿器水箱的低功率快速加热系统，其特征在于：所述的水箱本体（1）的底部安装有第二加热元件（4），所述第二加热元件（4）也接入控制模块与电源。

3.根据权利要求1或2所述的用于加湿器水箱的低功率快速加热系统，其特征在于：所述第一加热元件（2）为环形电加热膜，且所述环形电加热膜均呈横向的环绕贴附于水箱本体（1）的外侧面上。

4.根据权利要求2所述的用于加湿器水箱的低功率快速加热系统，其特征在于：所述第二加热元件（4）为电加热膜，所述电加热膜贴附在所述水箱本体（1）底部的外侧面上。

5.根据权利要求1所述的用于加湿器水箱的低功率快速加热系统，其特征在于：所述液位采集模块（3）包括外壳体（31），所述外壳体（31）的内部安装有低水位探针（32）与高水位探针（33），所述低水位探针（32）与高水位探针（33）均接入信号板（34），所述信号板（34）通过电磁线圈（35）接入所述控制模块，用于由信号板（34）根据低水位探针（32）与高水位探针（33）在液位变化时产生的电势差，生成液位值，并通过所述电磁线圈（35）传输至控制模块。

6.根据权利要求5所述的用于加湿器水箱的低功率快速加热系统，其特征在于：所述电磁线圈（35）设置在外壳体（31）上部的下侧，所述信号板（34）通过所述电磁线圈（35）同时接入电源与控制模块。

7.一种用于加湿器水箱的低功率快速加热方法，其特征在于：所述的方法包括如下步骤：

多层第一加热元件（2）的电源常态下均处于断开状态；

系统上电，且当水箱本体（1）内注水后，由液位采集模块（3）实时采集当前液位值并传输至控制模块；控制模块根据当前液位值，控制位于水箱本体（1）外侧面，且与水箱本体（1）内液位以下对应的第一加热元件（2）的电源导通；

当水箱本体（1）内的水位下降后，由控制模块根据当前的液位值，控制与水箱本体（1）内液位以上对应的第一加热元件（2）的电源断开；以此循环。

8.根据权利要求7所述的用于加湿器水箱的低功率快速加热方法，其特征在于：当水箱本体（1）内注水后，由控制模块控制位于水箱本体（1）底部的第二加热元件（4）的电源导通。

9.根据权利要求7所述的用于加湿器水箱的低功率快速加热方法，其特征在于：所述液位采集模块（3）的液位信号和供电均通过电磁线圈（35）进行无线传输。

10.根据权利要求7所述的用于加湿器水箱的低功率快速加热方法，其特征在于：所述第一加热元件（2）为环形电加热膜，且所述环形电加热膜均呈横向的环绕贴附于水箱本体（1）的外侧面上；所述第二加热元件（4）为电加热膜，所述电加热膜贴附在所述水箱本体（1）底部的外侧面上。

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