CN112556203A - 微气泡热水器及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了微气泡热水器及其运行方法，包括热水器主体；热水器主体包括冷水进水管、热水出水管、电子控制基板和加热模块；加热模块分别连接冷水进水管和热水出水管，将冷水进水管输入的冷水加热成热水，再通过热水出水管输出；热水出水管设有可在普通热水和微气泡热水之间切换的微气泡水发生装置；热水出水管设有可在普通热水和微气泡热水之间切换的微气泡水发生装置；冷水进水管设有微气泡热水出水控制装置。在使用时，电子控制基板根据操作者的设定控制微气泡水发生装置和出水控制装置工作。本发明通过微气泡水发生装置和出水控制装置实现纳米微气泡水发生装置和热水器的结合，实现纳米微气泡水的日用化。

Description

微气泡热水器及其运行方法
技术领域
本发明涉及热水器制造技术领域，特别涉及微气泡热水器及其运行方法。
背景技术
热水器是一种常用的日用水加热装置，水经过其加热后能够用于洗浴或者清洗物品，但是现有的热水器大多只是执行对水加热的作用，功能单一。
纳米微气泡水又称微气泡水或者小气泡水，由于其特性可以杀菌、深层清洁等，清洗效果要优于普通水和洗洁用品，因此被广泛的应用在各种用水进行清洗的场合。
因此，将纳米微气泡水应用到日常清洗，并与热水器进行结合成为了本领域的一种新趋势。
然而，现有的纳米微气泡水都是通过对水体局部产生高压，迫使水体的溶气量上升的方式进行生产，因此纳米微气泡水的状态都并不十分稳定，特别是在泡澡或者清洗日常用品时，不但需要对水体加热，而且清洗水通常都处在缓慢的流动状态,这就导致纳米微气泡水中的气泡很容易就会从水体中析出，失去杀菌、深层清洁等功效。
而且现有的纳米微气泡水发生装置对于日常使用也存在一些缺陷，现有的纳米微气泡水发生装置主要有两种类型，一种是通过气泵向水体中压入空气，利用水不能被压缩的特性，在水体的局部制造高压，使大量空气溶入水体形成纳米微气泡水；第二种，则是通过水体本身的流动吸入空气，再通过特殊的微气泡出水装置将水体内较大的空气泡打散溶入水体形成纳米微气泡水。
在实际应用中，第一种发生装置由于需要大功率的气泵向水体中压入空气，因此设备体积较大，运行时功耗和噪音也非常大。第二种方法则对水压要求非常苛刻，生产成本较高。
因此，如何实现纳米微气泡水发生装置和热水器的结合成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供微气泡热水器及其运行方法，实现的目的是实现纳米微气泡水发生装置和热水器的结合，实现纳米微气泡水的日用化。
为实现上述目的，本发明公开了微气泡热水器，包括热水器主体；所述热水器主体包括冷水进水管、热水出水管、电子控制基板和加热模块；所述加热模块分别连接所述冷水进水管和所述热水出水管，将所述冷水进水管输入的冷水加热成热水，再通过所述热水出水管输出。
其中，所述热水出水管设有可在普通热水和微气泡热水之间切换的微气泡水发生装置；
所述冷水进水管设有用于控制微气泡热水出水的出水控制装置。
优选的，所述微气泡水发生装置包括水泵、溶气罐和曝气装置；
所述水泵、所述溶气罐以及所述曝气装置依次与所述热水出水管连接；
所述热水出水管与所述水泵连接位置的上游管路并接气液混合旁路；
所述气液混合旁路通过可调节的可调节的三通阀与所述热水出水管连接；
所述气液混合旁路上依次设有喷嘴和单向进气阀；
所述喷嘴的进水口通过管道与所述可调节的三通阀连接，出水口通过管路与所述热水出水管连接所述水泵的位置连接；
所述喷嘴的出水口至所述出水管之间的管路上设有所述单向进气阀；
所述单向进气阀包括依次相连的单向阀和电磁阀，进气端悬空，用于从大气中吸入空气，出气端与所述喷嘴的出水口至所述出水管之间的管路连接。
更优选的，所述溶气罐与所述曝气装置之间的管路通过第二个可调节的三通阀连接淋浴器的普通热水出口；
所述曝气装置、所述普通热水出口和第二个所述可调节的三通阀组成可调节花洒。
更优选的，所述溶气罐上设有进水口和出水口，所述进水口与所述水泵的出水口连接，所述所述溶气罐上端靠近中心位置设有一竖直向上延伸的排气口；所述排气口上设有排气阀；
所述进水口水平设置，位于所述溶气罐靠近底部的侧壁；
所述出水口设置于所述溶气罐底部，与所述进水口之间相对所述溶气罐底部的中心位置对称，并沿竖直方向向下延伸；
所述溶气罐内，靠近所述进水口的位置设有进水口挡板，靠近出水口的位置设有出水口挡板，所述排气口靠近所述进水口的一侧设有排气整流挡板；
所述进水口挡板设置于所述进水口轴线的延长线上；
所述出水口挡板设置于所述进水口挡板与所述溶气罐底部形成的通道的中线的延长线上。
更优选的，所述进水口挡板距离所述进水口较近的一端设有所述弧形板；
所述弧形板向所述排气口的方向延伸，朝所述溶气罐侧壁的一侧突出，与所述溶气罐侧壁间隔；
所述出水口挡板距离所述进水口较近的一端设有一个像上延伸的斜面；所述斜面的高度大于所述出水口挡板的厚度；
所述排气整流挡板呈弧形板状，包围所述排气口靠近所述进水口一侧对应180度圆心角的范围。
优选的，所述出水控制装置包括进水伺服阀和水量传感器；
所述进水伺服阀和所述水量传感器均设置于冷水进水管，且均与所述电子控制基板连接；
所述电子控制基板包括主控芯片和水量伺服阀驱动模块；
所述水量伺服阀驱动模块与所述进水伺服阀连接，控制所述进水伺服阀启闭；
所述主控芯片分别与操作部、所述水量传感器、所述水量伺服阀驱动模块和所述扬声器连接；
根据操作者在所述操作部设置的数据与所述水量传感器采集到的数据之间的对比结果，所述主控芯片通过所述水量伺服阀驱动模块控制所述进水伺服阀启闭。
更优选的，所述出水控制装置还包括扬声器；所述扬声器与所述主控芯片连接；
当所述主控芯片打开所述进水伺服阀时，通过所述扬声器向使用者语音播报注水的进程；
所述扬声器设置于操作部。
更优选的，所述操作部设置于所述热水器主体的面板上；所述主控芯片内集成有定时器,所述主控芯片根据所述定时器设定的时间，进行断续注水。
更优选的，所述电子控制基板分别与水泵驱动模块和电流采集模块连接；
所述水泵驱动模块用于驱动所述水泵；
所述电流采集模块用于采集所述水泵驱动模块在驱动所述水泵时，所述水泵的运行电流，并根据所述电流计算出所述水泵的运行功率，然后将所述运行功率反馈给所述电子控制基板；
所述电子控制基板将所述运行功率与预设的功率上限值进行对比，当所述运行功率大于所述预设的功率上限值时，将所述进水伺服阀开度降低20％，等待2秒后，重新对所述运行功率与预设值进行对比。
本发明还提供微气泡热水器的运行方法，步骤如下：
步骤1、开机启动后，电子控制基板检查用户是否开启微气泡功能；当用户开启微气泡功能后，执行后续步骤；
步骤2、所述电子控制基板通过水量传感器检测热水是否被输出；当检测到所述热水被输出后执行后续步骤；
步骤3、开启为微气泡模式，所述电子控制基板控制所述可调节的三通阀接通气液混合旁路，打开单向进气阀中的电磁阀，并开启水泵向曝气装置供水；然后执行后续步骤；
步骤4、所述电子控制基板检测所述的功率是否达到预设的上限值；若是则将所述进水伺服阀开度降低20％，等待2秒后，重新进入本步骤，若否则执行后续步骤；
步骤5、所述电子控制基板检测所述的功率是否达到预设的下限值；若是则返回执行步骤3，若否则执行后续步骤；
步骤6、所述电子控制基板记录输出的热水的流量作为切换前流量Q1；然后，切换至增压模式；然后执行后续步骤；
所述增压模式是指所述电子控制基板控制所述水泵进入低功率运行状态，并关闭所述单向进气阀中的电磁阀；
步骤7、所述电子控制基板检测当前输出的所述热水的流量，并将当前输出的所述热水的流量与所述切换前流量Q1进行对比；当当前输出的所述热水的流量小于或等于所述切换前流量Q1的一半时，返回执行步骤3；否则的话保持本步骤运行。
所述水泵进入低功率运行状态的功率为120w以下，水泵进入微气泡功能运行的功率为350w以上。
本发明的有益效果：
本发明通过微气泡水发生装置和出水控制装置实现纳米微气泡水发生装置和热水器的结合，实现纳米微气泡水的日用化。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出本发明一实施例的结构示意图。
图2示出本发明一实施例中微气泡水发生装置开启状态的结构示意图。
图3示出本发明一实施例中微气泡水发生装置关闭状态的结构示意图。
图4示出本发明一实施例中溶气罐的结构示意图。
图5示出本发明一实施例中出水控制装置的结构示意图。
图6示出本发明一实施例中电子控制基板采集水泵运行功率，控制进水伺服阀的工作流程图。
图7示出本发明一实施例中本发明执行微气泡水的运行流程图。
具体实施方式
实施例
如图1所示，微气泡热水器，包括热水器主体1；热水器主体1包括冷水进水管11、热水出水管12、电子控制基板13和加热模块15；加热模块15分别连接冷水进水管11和热水出水管12，将冷水进水管11输入的冷水加热成热水，再通过热水出水管12输出。
其中，热水出水管12设有可在普通热水和微气泡热水之间切换的微气泡水发生装置2；
冷水进水管11设有用于控制微气泡热水出水的出水控制装置14。
本发明通过微气泡水发生装置2和出水控制装置14实现纳米微气泡水发生装置和热水器的结合，实现纳米微气泡水的日用化。
如图2和3所示，在某些实施例中，微气泡水发生装置2包括水泵25、溶气罐26和曝气装置31；
水泵25、溶气罐6以及曝气装置31依次与热水出水管12连接；
热水出水管12与水泵25连接位置的上游管路并接气液混合旁路；
气液混合旁路通过可调节的可调节的三通阀22与热水出水管12连接；
气液混合旁路上依次设有喷嘴23和单向进气阀24；
喷嘴23的进水口通过管道与可调节的三通阀22连接，出水口通过管路与热水出水管12连接水泵25的位置连接；
喷嘴23的出水口至出水管之间的管路上设有单向进气阀24；
单向进气阀24包括依次相连的单向阀和电磁阀，进气端悬空，用于从大气中吸入空气，出气端与喷嘴23的出水口至出水管之间的管路连接。
在某些实施例中，溶气罐26与曝气装置31之间的管路通过第二个可调节的三通阀连接淋浴器的普通热水出口32；
曝气装置31、普通热水出口32和第二个可调节的三通阀组成可调节花洒3。
在实际应用中，当产出纳米微气泡水时，具体流程如下：
热水出水管12输出普通热水，可调节的三通阀22调节到气液混合旁路，气液混合旁路上的单向进气阀24打开，空气和普通热水在单向进气阀24至水泵25之间的管路内首次混合，然后进入水泵25，在水泵25内进行第二次混合，最后进入溶气罐26内充分混合，使空气大量溶解到普通热水中，生成纳米微气泡热水。
而当不需要纳米微气泡水时，通过调节可调节的三通阀22关闭气液混合旁路，使热水出水管12直接和水泵25连接，并通过电磁阀关闭单向进气阀24；此时水泵25在低功率，中转速条件下运行，水泵25运行时产生的高扬程用于满足热水器的正常使用。
如图4所示，在某些实施例中，溶气罐26上设有进水口261和出水口262，进水口261与水泵25的出水口连接，溶气罐26上端靠近中心位置设有一竖直向上延伸的排气口263；排气口263上设有排气阀27；
进水口261水平设置，位于溶气罐26靠近底部的侧壁；
出水口262设置于溶气罐26底部，与进水口261之间相对溶气罐26底部的中心位置对称，并沿竖直方向向下延伸；
溶气罐26内，靠近进水口261的位置设有进水口挡板264，靠近出水口262的位置设有出水口挡板265，排气口263靠近进水口261的一侧设有排气整流挡板266；
进水口挡板264设置于进水口261轴线的延长线上；
出水口挡板265设置于进水口挡板264与溶气罐26底部形成的通道的中线的延长线上。
在某些实施例中，进水口挡板264距离进水口261较近的一端设有弧形板；
弧形板向排气口263的方向延伸，朝溶气罐26侧壁的一侧突出，与溶气罐26侧壁间隔；
出水口挡板265距离进水口261较近的一端设有一个像上延伸的斜面；斜面的高度大于出水口挡板265的厚度；
排气整流挡板266呈弧形板状，包围排气口263靠近进水口1一侧对应180度圆心角的范围。
如图5所示，在某些实施例中，出水控制装置14包括进水伺服阀和水量传感器；
进水伺服阀和水量传感器均设置于冷水进水管11，且均与电子控制基板13连接；
电子控制基板13包括主控芯片和水量伺服阀驱动模块；
水量伺服阀驱动模块与进水伺服阀连接，控制进水伺服阀启闭；
主控芯片分别与操作部、水量传感器、水量伺服阀驱动模块和扬声器连接；
根据操作者在操作部设置的数据与水量传感器采集到的数据之间的对比结果，主控芯片通过水量伺服阀驱动模块控制进水伺服阀启闭。
在某些实施例中，出水控制装置14还包括扬声器；扬声器与主控芯片连接；
当主控芯片打开进水伺服阀时，通过扬声器向使用者语音播报注水的进程；
扬声器设置于操作部。
在某些实施例中，操作部设置于热水器主体1的面板上；主控芯片内集成有定时器,主控芯片根据定时器设定的时间，进行断续注水。
在实际应用中，操作部上具有按键和显示屏，可以选择“纳米微气泡热水”注水功能，并设定连续注水量。
设定完成后，就可直接放水，水量传感器采集流量数据并发送给主控芯片，主控芯片计算累计的放水量，当累计放水量达到设定的连续注水升数时，通过扬声器语音播报1遍：“连续注水已完成”，同时主控芯片控制水量伺服阀关闭2分钟，注水1分钟，循环5次，即断续注水时间总共15分钟。时间由主控芯片内部的定时器计算获得。
当断续注水15分钟完成后，扬声器播报语音“断续注水已完成”，并同时播报语音提醒用户及时关闭浴缸水龙头。
如图6所示，在某些实施例中，电子控制基板13分别与水泵驱动模块和电流采集模块连接；
水泵驱动模块用于驱动水泵25；
电流采集模块用于采集水泵驱动模块在驱动水泵25时，水泵25的运行电流，并根据电流计算出水泵25的运行功率，然后将运行功率反馈给电子控制基板13；
电子控制基板13将运行功率与预设的功率上限值进行对比，当运行功率大于预设的功率上限值时，将进水伺服阀开度降低20％，等待2秒后，重新对运行功率与预设值进行对比。
如图7所示，本发明还提供微气泡热水器的运行方法，步骤如下：
步骤1、开机启动后，电子控制基板13检查用户是否开启微气泡功能；当用户开启微气泡功能后，执行后续步骤；
步骤2、电子控制基板13通过水量传感器检测热水是否被输出；当检测到热水被输出后执行后续步骤；
步骤3、开启为微气泡模式，电子控制基板13控制可调节的三通阀22接通气液混合旁路，打开单向进气阀24中的电磁阀，并开启水泵25向曝气装置31供水；然后执行后续步骤；
步骤4、所述电子控制基板检测所述的功率是否达到预设的上限值；若是则将所述进水伺服阀开度降低20％，等待2秒后，重新进入本步骤，若否则执行后续步骤；
步骤5、电子控制基板13检测25的功率是否达到预设的下限值；若是则返回执行步骤3，若否则执行后续步骤；
步骤6、电子控制基板13记录输出的热水的流量作为切换前流量Q1；然后，切换至增压模式；然后执行后续步骤；
增压模式是指电子控制基板13控制水泵25进入低功率运行状态，并关闭单向进气阀24中的电磁阀；
步骤7、电子控制基板13检测当前输出的热水的流量，并将当前输出的热水的流量与切换前流量Q1进行对比；当当前输出的热水的流量小于或等于切换前流量Q1的一半时，返回执行步骤3；否则的话保持本步骤运行。
水泵进入低功率运行状态的功率为120w以下，水泵进入微气泡功能运行的功率为350w以上。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.微气泡热水器，包括热水器主体(1)；所述热水器主体(1)包括冷水进水管(11)、热水出水管(12)、电子控制基板(13)和加热模块(15)；所述加热模块(15)分别连接所述冷水进水管(11)和所述热水出水管(12)，将所述冷水进水管(11)输入的冷水加热成热水，再通过所述热水出水管(12)输出；其特征在于，所述热水出水管(12)设有可在普通热水和微气泡热水之间切换的微气泡水发生装置(2)；
所述冷水进水管(11)设有用于控制微气泡热水出水的出水控制装置(14)。
2.根据权利要求1所述的微气泡热水器，其特征在于，所述微气泡水发生装置(2)包括水泵(25)、溶气罐(26)和曝气装置(31)；
所述水泵(25)、所述溶气罐(6)以及所述曝气装置(31)依次与所述热水出水管(12)连接；
所述热水出水管(12)与所述水泵(25)连接位置的上游管路并接气液混合旁路；
所述气液混合旁路通过可调节的可调节的三通阀(22)与所述热水出水管(12)连接；
所述气液混合旁路上依次设有喷嘴(23)和单向进气阀(24)；
所述喷嘴(23)的进水口通过管道与所述可调节的三通阀(22)连接，出水口通过管路与所述热水出水管(12)连接所述水泵(25)的位置连接；
所述喷嘴(23)的出水口至所述出水管之间的管路上设有所述单向进气阀(24)；
所述单向进气阀(24)包括依次相连的单向阀和电磁阀，进气端悬空，用于从大气中吸入空气，出气端与所述喷嘴(23)的出水口至所述出水管之间的管路连接。
3.根据权利要求2所述的用于纳米微气泡热水器的气液混合装置，其特征在于，所述溶气罐(26)与所述曝气装置(31)之间的管路通过第二个可调节的三通阀连接淋浴器的普通热水出口(32)；
所述曝气装置(31)、所述普通热水出口(32)和第二个所述可调节的三通阀组成可调节花洒(3)。
4.根据权利要求2所述的微气泡热水器，其特征在于，所述溶气罐(26)上设有进水口(261)和出水口(262)，所述进水口(261)与所述水泵(25)的出水口连接，所述所述溶气罐(26)上端靠近中心位置设有一竖直向上延伸的排气口(263)；所述排气口(263)上设有排气阀(27)；
所述进水口(261)水平设置，位于所述溶气罐(26)靠近底部的侧壁；
所述出水口(262)设置于所述溶气罐(26)底部，与所述进水口(261)之间相对所述溶气罐(26)底部的中心位置对称，并沿竖直方向向下延伸；
所述溶气罐(26)内，靠近所述进水口(261)的位置设有进水口挡板(264)，靠近出水口(262)的位置设有出水口挡板(265)，所述排气口(263)靠近所述进水口(261)的一侧设有排气整流挡板(266)；
所述进水口挡板(264)设置于所述进水口(261)轴线的延长线上；
所述出水口挡板(265)设置于所述进水口挡板(264)与所述溶气罐(26)底部形成的通道的中线的延长线上。
5.根据权利要求4所述的纳米微气泡热水器用溶气罐，其特征在于，所述进水口挡板(264)距离所述进水口(261)较近的一端设有所述弧形板；
所述弧形板向所述排气口(263)的方向延伸，朝所述溶气罐(26)侧壁的一侧突出，与所述溶气罐(26)侧壁间隔；
所述出水口挡板(265)距离所述进水口(261)较近的一端设有一个像上延伸的斜面；所述斜面的高度大于所述出水口挡板(265)的厚度；
所述排气整流挡板(266)呈弧形板状，包围所述排气口(263)靠近所述进水口(1)一侧对应180度圆心角的范围。
6.根据权利要求2所述的微气泡热水器，其特征在于，所述出水控制装置(14)包括进水伺服阀和水量传感器；
所述进水伺服阀和所述水量传感器均设置于冷水进水管(11)，且均与所述电子控制基板(13)连接；
所述电子控制基板(13)包括主控芯片和水量伺服阀驱动模块；
所述水量伺服阀驱动模块与所述进水伺服阀连接，控制所述进水伺服阀启闭；
所述主控芯片分别与操作部、所述水量传感器、所述水量伺服阀驱动模块和所述扬声器连接；
根据操作者在所述操作部设置的数据与所述水量传感器采集到的数据之间的对比结果，所述主控芯片通过所述水量伺服阀驱动模块控制所述进水伺服阀启闭。
7.根据权利要求6所述的用于纳米微气泡热水器的出水控制装置，其特征在于，还包括扬声器；所述扬声器与所述主控芯片连接；
当所述主控芯片打开所述进水伺服阀时，通过所述扬声器向使用者语音播报注水的进程；
所述扬声器设置于操作部。
8.根据权利要求6所述的用于纳米微气泡热水器的出水控制装置，其特征在于，所述操作部设置于所述热水器主体(1)的面板上；所述主控芯片内集成有定时器,所述主控芯片根据所述定时器设定的时间，进行断续注水。
9.根据权利要求6所述的用于纳米微气泡热水器的气液混合装置，其特征在于，所述电子控制基板(13)分别与水泵驱动模块和电流采集模块连接；
所述水泵驱动模块用于驱动所述水泵(25)；
所述电流采集模块用于采集所述水泵驱动模块在驱动所述水泵(25)时，所述水泵(25)的运行电流，并根据所述电流计算出所述水泵(25)的运行功率，然后将所述运行功率反馈给所述电子控制基板(13)；
所述电子控制基板(13)将所述运行功率与预设的功率上限值进行对比，当所述运行功率大于所述预设的功率上限值时，将所述进水伺服阀开度降低20％，等待2秒后，重新对所述运行功率与预设值进行对比。
10.微气泡热水器的运行方法，步骤如下：
步骤1、开机启动后，电子控制基板(13)检查用户是否开启微气泡功能；当用户开启微气泡功能后，执行后续步骤；
步骤2、所述电子控制基板(13)通过水量传感器检测热水是否被输出；当检测到所述热水被输出后执行后续步骤；
步骤3、开启为微气泡模式，所述电子控制基板(13)控制所述可调节的三通阀(22)接通气液混合旁路，打开单向进气阀(24)中的电磁阀，并开启水泵(25)向曝气装置(31)供水；然后执行后续步骤；
步骤4、所述电子控制基板检测所述的功率是否达到预设的上限值；若是则将所述进水伺服阀开度降低20％，等待2秒后，重新进入本步骤，若否则执行后续步骤；
步骤5、所述电子控制基板(13)检测所述(25)的功率是否达到预设的下限值；若是则重复执行步骤3，若否则执行后续步骤；
步骤6、所述电子控制基板(13)记录输出的热水的流量作为切换前流量Q1；然后，切换至增压模式；然后执行后续步骤；
所述增压模式是指所述电子控制基板(13)控制所述水泵(25)进入低功率运行状态，并关闭所述单向进气阀(24)中的电磁阀；
步骤7、所述电子控制基板(13)检测当前输出的所述热水的流量，并将当前输出的所述热水的流量与所述切换前流量Q1进行对比；当当前输出的所述热水的流量小于或等于所述切换前流量Q1的一半时，返回执行步骤3；否则的话保持本步骤运行。
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