CN112629150B - 水处理设备及其控制方法、计算机可读存储介质 - Google Patents
水处理设备及其控制方法、计算机可读存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种水处理设备、水处理设备的控制方法以及计算机可读存储介质，所述水处理设备包括蓄冷回路、蓄冷箱和制冷装置，所述蓄冷回路包括相变换热器和水泵，所述相变换热器设置在所述蓄冷箱内，所述蓄冷箱内设有相变材料，所述制冷装置用以对所述蓄冷回路制冷；所述水处理设备的控制方法包括以下步骤：获取蓄冷回路的回路水温；确定回路水温大于或等于第一预设温度且小于或等于第二预设温度；确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小。本发明技术方案能够在保证水泵较小发热量的情况下实现水温的快速下降。
Description
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种水处理设备的控制方法、水处理设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
目前水处理设备通过压缩机或半导体制冷模块实现制冷水，在一些示例中，为提高制冷效率，实现快速出水，水处理设备还采用相变材料蓄冷，即在不需要使用冷水时，通过相变材料蓄积冷量，在使用冷水时，冷水流经相变材料实现快速制冷。
通常，为实现快速换热，水流的流动速度较快，即水泵的工作电压较大，然而水泵工作电压越大，发热量也越大，并且水泵的热量会传递给水，导致水温较高，如此不利于水温的下降。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种水处理设备的控制方法，旨在保证水泵较小发热量的情况下实现水温的快速下降。
为实现上述目的，本发明提出的所述水处理设备包括蓄冷回路、蓄冷箱和制冷装置，所述蓄冷回路包括相变换热器和水泵，所述相变换热器设置在所述蓄冷箱内，所述蓄冷箱内设有相变材料，所述制冷装置用以对所述蓄冷回路制冷；
所述水处理设备的控制方法包括以下步骤：
获取蓄冷回路的回路水温；
确定回路水温大于或等于第一预设温度且小于或等于第二预设温度；
确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小。
可选地，所述第一预设温度和第二预设温度之间设置有多个降幅温度，以在第一预设温度和第二预设温度之间形成若干降幅温度区间；
所述确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小的步骤包括：
确定当次回路水温低于前次回路水温，确定当次回路水温所处的降幅温度区间；
根据当次回路水温所处的降幅温度区间控制水泵的工作电压减小对应的幅度。
可选地，所述水泵工作电压的减小幅度随降幅温度区间温度的降低而逐渐减小。
可选地，相邻两所述降幅温度之间的温度间隔为4℃-6℃；和/或，回路水温从其中一个降幅温度区间下降到相邻的另一个降幅温度区间时，所述水泵工作电压的减小幅度为1V-2V。
可选地，所述确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小的步骤包括：
确定当次回路水温低于前次回路水温，根据预存的回路水温-水泵工作电压表，控制制冷装置以相应的电压值运行；
其中，回路水温-水泵工作电压表用以表征回路水温和水泵工作电压之间的映射关系，回路水温和水泵工作电压呈正相关。
可选地，所述水处理设备的控制方法还包括以下步骤：
确定回路水温小于第一预设温度，控制水泵以第一预设电压工作，第一预设电压小于水泵的额定电压；和/或，
确定回路水温大于第二预设温度，控制水泵以额定电压工作。
可选地，所述制冷装置包括半导体，所述水处理设备的控制方法还包括以下步骤：
确定回路水温小于第一预设温度，获取环境温度；
确定环境温度大于或等于第三预设温度，根据环境温度控制制冷装置以对应的工作电压工作；
其中，环境温度和制冷装置的工作电压呈正相关。
可选地，所述确定回路水温小于第一预设温度，获取环境温度之后还包括：
确定环境温度小于第三预设温度，控制制冷装置以第二预设电压工作，第二预设电压小于制冷装置的额定电压。
可选地，所述制冷装置为半导体，所述水处理设备的控制方法还包括以下步骤：
确定回路水温大于或等于第一预设温度，控制制冷装置以额定电压工作。
本发明还提出一种水处理设备，所述水处理设备包括蓄冷箱、蓄冷回路和制冷装置，所述蓄冷箱内设有相变材料，所述蓄冷回路包括依次连接的冷端换热器、相变换热器和水泵，所述相变换热器设置在所述蓄冷箱内，所述制冷装置用以对所述冷端换热器制冷；
所述水处理设备还包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有水处理设备处理程序，所述水处理设备处理程序被控制器执行时实现如上所述的水处理设备的控制方法的步骤。
本发明中，回路水温接近第二预设温度时，回路水温较高，此时控制水泵以一较大的工作电压运行，水泵的温度与回路水温之间的温差较小，两者之间几乎不会或者仅发生很小部分的热传递，水泵不会朝水中导入太多的热量，水泵的发热并不会对回路水温造成太大影响。同时在该较大的工作电压下，水流速度较快，可实现与制冷装置的快速换热，加快回路水温下降的速度。回路水温接近第一预设温度时，回路水温较低，此时若继续控制水泵以较大的工作电压运行，水泵的温度与回路水温之间的温差较大，两者之间热传递速度快，水泵会朝水中导入较多的热量，大大阻碍回路水温下降。故在回路水温接近第一预设温度时，此时控制水泵以一较小的工作电压运行，使得水泵的发热量大大减小，减小水泵与回路水温之间的温差，从而大大减少水泵朝水中导热。同时，在回路水温接近第一预设温度时，回路水温已经处于一个较低的温值，并不需要快速流动换热，此时适当控制水泵的工作电压降低，减缓水的流动速度，并不会对水温的下降造成较大影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明水处理设备的控制方法一实施例的流程示意图；
图2为图1中步骤S30的细化流程示意图；
图3为图1中水处理设备的控制方法的一流程示意图；
图4为图1中水处理设备的控制方法的一流程示意图；
图5为图1中水处理设备的控制方法的一流程示意图；
图6为图5中步骤S62的细化流程示意图；
图7为图1中水处理设备的控制方法的一流程示意图；
图8为图1中水处理设备的控制方法的一流程示意图；
图9为本发明水处理设备的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 10 | 制冷装置 | 61 | 进水管 |
| 11 | 热端换热器 | 62 | 出水管 |
| 20 | 蓄冷箱 | 63 | 进水电磁阀 |
| 30 | 相变换热器 | 64 | 原水箱 |
| 40 | 冷端换热器 | 70 | 储水箱 |
| 50 | 水泵 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种水处理设备的控制方法。
本发明实施例中，所述水处理设备包括蓄冷回路、蓄冷箱和制冷装置，所述蓄冷回路包括相变换热器和水泵，所述相变换热器设置在所述蓄冷箱内，所述蓄冷箱内设有相变材料，所述制冷装置用以对所述蓄冷回路制冷。
如图1所示，所述水处理设备的控制方法包括以下步骤：
步骤S10，获取蓄冷回路的回路水温。
该回路水温指的是当液体(包括但不限于水)在蓄冷回路内流动时的液体的温度。由于蓄冷回路内各个位置的水温相差较小，因此回路水温可以是蓄冷回路任意位置的水温。
步骤S20，确定回路水温大于或等于第一预设温度且小于或等于第二预设温度。
可选地，第一预设温度大于或等于5℃，且小于或等于10℃，例如第一预设温度可选择12℃、10℃或8℃等数值。该步骤中的第二预设温度与环境温度相关，通常在夏天的环境温度大于或等于25℃，或者是大于或等于30℃，该第二预设温度可设置在25℃以上或是30℃以上的任意数值。
步骤S30，确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小。
当次回路水温指的是此刻所检测得到的最新的水温值，前次回路水温指的是先于当次回路水温所检测得到的之前的水温值。该步骤中确定当次回路水温低于前次回路水温指的是确定回路水温下降，此时表明蓄冷水路内的液体在制冷装置的作用下其温度正在逐渐下降，并且系统处于蓄冷工况下，相变材料正在逐渐蓄积冷量。通常，在这个情况下，水处理设备未发生取水动作，即未发生使回路水温上升的动作。
由于水泵在工作时会发热，水泵的泵头是伸入到蓄冷回路内的，因此水泵产生的热量会直接传导给蓄冷回路内的水，使得水温上升，并且在水泵的工作电压越大的情况下，水泵的发热量越大。但是另外一方面，水泵的工作电压越大，蓄冷回路内的水的流速越大，水与制冷装置的热交换速度越快，越有利于水温的快速下降。
针对上述问题，该步骤中，在回路水温下降时，控制水泵的工作电压减小。具体地，回路水温接近第二预设温度时，回路水温较高，此时控制水泵以一较大的工作电压运行，例如回路水温在28℃左右时，水泵在较大的工作电压运行状态下的发热温度为28℃左右，水泵的温度与回路水温之间的温差较小，两者之间几乎不会或者仅发生很小部分的热传递，水泵不会朝水中导入太多的热量，水泵的发热并不会对回路水温造成太大影响。同时在该较大的工作电压下，水流速度较快，可实现与制冷装置的快速换热，加快回路水温下降的速度。
回路水温接近第一预设温度时，回路水温较低，例如回路水温在10℃左右，此时若继续控制水泵以较大的工作电压运行，例如水泵在较大的工作电压运行状态下的发热温度为28℃左右，水泵的温度与回路水温之间的温差较大，两者之间热传递速度快，水泵会朝水中导入较多的热量，大大阻碍回路水温下降。故在回路水温接近第一预设温度时，此时控制水泵以一较小的工作电压运行，使得水泵的发热量大大减小，减小水泵与回路水温之间的温差，从而大大减少水泵朝水中导热。同时，在回路水温接近第一预设温度时，回路水温已经处于一个较低的温值，并不需要快速流动换热，此时适当控制水泵的工作电压降低，减缓水的流动速度，并不会对水温的下降造成较大影响。
上述步骤S30中，确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小的具体方式具有多种，具体调节方式可为有级调节或是无级调节。
一实施例中，水泵的调节方式为有级调节。所述第一预设温度和第二预设温度之间设置有多个降幅温度，以在第一预设温度和第二预设温度之间形成若干降幅温度区间。如图2所述，所述确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小的步骤包括：
步骤S31，确定当次回路水温低于前次回路水温，确定当次回路水温所处的降幅温度区间；
步骤S32，根据当次回路水温所处的降幅温度区间控制水泵的工作电压减小对应的幅度。
可选地，相邻两所述降幅温度之间的温度间隔为4℃-6℃，即相邻两所述降幅温度之间的温度间隔大于或等于4℃且小于或等于6℃；和/或，所述水泵工作电压的减小幅度为1V-2V，即在从其中一个降幅温度区间下降到相邻的另一个降幅温度区间时，所述水泵工作电压的减小幅度大于或等于1V且小于或等于2V，这里的减小幅度指的是在相邻两个降幅温度区间之间，水泵工作电压的减小幅度。
具体地，为更好理解，以下以具体数值为例进行说明，但不限于此：
可选地，第一预设温度大于或等于10℃，第二预设温度小于或等于25℃。降幅温度之间的温度间隔相同，降幅温度之间可间隔5℃，如此，第一预设温度和第二预设温度之间设置有两个降幅温度，例如20℃和15℃，从而在第一预设温度和第二预设温度之间形成三个降幅温度区间，这三个降幅温度区间分别为25℃-20℃、20℃-15℃、15℃-10℃，即以小于或等于25℃且大于20℃为一个降幅温度区间，以小于或等于20℃且大于15℃为另一个降幅温度区间，以小于或等于15℃且大于10℃为又一个降幅温度区间。不同的降幅温度区间对应不同的水泵工作电压，假设水泵的额定工作电压为12V，则在25℃-20℃的降幅温度区间内，水泵的工作电压为10V，在20℃-15℃的降幅温度区间内，水泵的工作电压为8V，在15℃-10℃的降幅温度区间内，水泵的工作电压为7V。由此可看出，随着水温的下降，水泵的工作电压从总的趋势来看是下降的。
此外，相邻两个降幅温度之间可间隔4℃，如此相邻两个降幅温度区间相差4℃，降幅温度区间根据降幅温度进行调整。每相邻两个降幅温度之间的温度间隔也可各不相同。其它实施例中，降幅温度之间的温度间隔以及降幅温度区间还可以为其它数值。
可选地，所述水泵工作电压的减小幅度随降幅温度区间温度的降低而逐渐减小。由于回路水温处于一个较高的温区内时，回路水温从这个较高温区的高点下降到低点的速度是较快的，在这个温区时，通过将水泵工作电压的减小幅度设置较大，例如可设置在2V或3V等，避免在水温下降到较高温区的低点时，水泵发热量仍然比较大反过来阻碍水温的快速下降。而当回路水温处于一个较低的温区内时，回路水温从这个较低温区的高点下降到低点的速度本身是较慢的，并且此时水泵的工作电压已经调整到一个较小的值，为了兼顾回路水温的快速下降，保证流速不至于过低，因此在较低温区内，水泵的工作电压的下降幅度较小，例如1V，从而使得水流的流动速度能够保持在一个较为合适的范围。
一实施例中，所述确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小的步骤包括：
步骤S33，确定当次回路水温低于前次回路水温，根据预存的回路水温-水泵工作电压表，控制制冷装置以相应的电压值运行；
其中，回路水温-水泵工作电压表用以表征回路水温和水泵工作电压之间的映射关系，回路水温和水泵工作电压呈正相关。
具体地，存储器上预存有回路水温-水泵工作电压表，确定回路水温下降，则通过查表的方式获取制冷装置的工作电压，以根据表上的电压值控制制冷装置运行。回路水温和水泵工作电压呈正相关指的是，回路水温下降，则水泵工作电压也是呈整体下降趋势的；回路水温上升，则水泵工作电压也是呈整体上升趋势的。
其它实施例中，水泵的调节方式还可以为无级调节，回路水温和水泵的工作电压之间形成预设的函数关系，两者呈正相关，回路水温下降，对应的水泵的工作电压也下降。
请结合参考图3和图4，一实施例中，所述水处理设备的控制方法还包括以下步骤：
步骤S40，确定回路水温小于第一预设温度，控制水泵以第一预设电压工作，第一预设电压小于水泵的额定电压；和/或，
步骤S50，确定回路水温大于第二预设温度，控制水泵以额定电压工作。
在步骤S40中，回路水温小于第一预设温度时，表明回路水温较低，此时循环回路内的水处于一个缓慢制冷的状态，因此控制水泵以一较小的第一预设电压工作，大大减小了水泵热量导入水中。可选地，第一预设电压小于或等于水泵在第一预设温度和第二预设温度区间内运行时的最低工作电压。例如第一预设电压大于或等于6V，且小于或等于7V。
在步骤S50中，回路水温大于第二预设温度时，表明回路水温较高，此时为了能够快速制冷，故控制水泵以额定电压工作。
请结合参考图5，一实施例中，所述制冷装置包括半导体，所述水处理设备的控制方法还包括以下步骤：
步骤S61，确定回路水温小于第一预设温度，获取环境温度；
步骤S62，确定环境温度大于或等于第三预设温度，根据环境温度控制制冷装置以对应的工作电压工作；
其中，环境温度和制冷装置的工作电压呈正相关，在环境温度下降时，制冷装置的工作电压也是呈整体下降趋势的，而在环境温度上升时，制冷装置的工作电压呈整体上升趋势。
一实施例中，所述第三预设温度以上设置有多个升幅温度，以在第三预设温度以上形成若干升幅温度区间；
请结合参考图6，所述确定环境温度大于或等于第三预设温度，根据环境温度控制制冷装置以对应的工作电压工作的步骤具体包括：
步骤S621，确定环境温度大于或等于第三预设温度，确定环境温度所处的升幅温度区间；
步骤S622，根据环境温度所处的升幅温度区间控制水泵的工作电压增加对应的幅度。
可选地，相邻两所述升幅温度之间的温度间隔为4℃-6℃，即相邻两所述升幅温度之间的温度间隔大于或等于4℃且小于或等于6℃；和/或，所述水泵工作电压的增加幅度为1V-2V，即在从其中一个升幅温度区间上升到相邻的另一个升幅温度区间时，所述水泵工作电压的增大幅度大于或等于1V且小于或等于2V，这里的增大幅度指的是在相邻两个升幅温度区间之间，水泵工作电压的增大幅度。
具体地，为更好理解，以下以具体数值为例进行说明，但不限于此：
可选地，第三预设温度大于或等于20℃。相邻两个升幅温度之间的温度间隔相同，升幅温度之间可间隔5℃，第三预设温度以上设置有三个升幅温度，例如25℃、30℃和35℃，从而在第三预设温度以上形成四个升幅温度区间，这四个升幅温度区间分别为20℃-25℃、25℃-30℃、30℃-35℃、35℃及以上，即以小于25℃且大于或等于20℃为一个升幅温度区间，以小于30℃且大于或等于25℃为另一个升幅温度区间，以小于35℃且大于或等于30℃为再一个升幅温度区间，以大于或等于35℃为又一个升幅温度区间。不同的升幅温度区间对应不同的制冷装置工作电压，假设制冷装置的额定电压为12V，则在20℃-25℃的升幅温度区间内，制冷装置的工作电压为6V，在25℃-30℃的升幅温度区间内，制冷装置的工作电压为7V，在30℃-35℃的升幅温度区间内，制冷装置的工作电压为8V，在35℃及以上的升幅温度区间内，制冷装置的工作电压为8.5V或9V，由此可看出，随着环境温度的上升，制冷装置的工作电压从总的趋势来看是上升的。
此外，相邻两个升幅温度之间可间隔4℃，如此相邻两个升幅温度区间相差4℃，升幅温度区间根据升幅温度进行调整。每相邻两个升幅温度之间的温度间隔也可各不相同。其它实施例中，升幅温度之间的温度间隔以及升幅温度区间还可以为其它数值。
另外，在步骤S62中，确定环境温度大于或等于第三预设温度，根据环境温度控制制冷装置以对应的工作电压工作的步骤还可以具体包括：
根据预存的环境温度-制冷装置工作电压表，控制制冷装置以相应的电压值运行；
其中，环境温度-制冷装置工作电压表用以表征环境温度和制冷装置工作电压之间的映射关系，环境温度和制冷装置工作电压呈正相关。
由于在第三预设温度以下时，环境温度较低，其对水温的影响波动较小，加上半导体持续制冷，半导体以一个较低的工作电压运行，基本可以维持水温在相变材料的相变温度以下的温度。而在环境温度大于第三预设温度时，环境温度处于较高的温度会极大影响到水温升高，此时若半导体的工作电压仍然较低会难以消灭环境温度带来的影响，因此需要改变半导体的工作电压，使其以较大的工作电压运行，避免相变材料的转变。
请结合参考图7，所述确定回路水温小于第一预设温度，获取环境温度之后还包括：
步骤S63，确定环境温度小于第三预设温度，控制制冷装置以第二预设电压工作，第二预设电压小于制冷装置的额定电压。
该步骤中，环境温度较低时，制冷装置以一较低的工作电压运行，在节省能源的情况上还能够维持回路水温在一较低的范围，避免相变材料发生相变。可选地，第二预设电压小于或等于制冷装置在第三预设温度及以上温度区间内所运行的最低工作电压。例如，第二预设电压为6V。
请结合参考图8，所述水处理设备的控制方法还包括以下步骤：
步骤S70，确定回路水温大于或等于第一预设温度，控制制冷装置以额定电压工作。
在回路水温较高时，制冷装置的工作电压为额定电压，以实现快速制冷。可选地，制冷装置的额定电压为12V。当然，其它实施例中，制冷装置的功率大小可根据需要进行选择。
以下以一些具体使用场景为例说明上述中的水处理设备的控制方法：
在蓄冷工况下，水在蓄冷回路内循环流动，制冷装置例如半导体对蓄冷回路上的冷端换热器进行制冷，冷端换热器将冷量传递给水，水在水泵的作用下流动到相变换热器，从而将冷量传递给相变材料，在水的循环流动不断搬运冷量的过程中，相变材料逐渐发生相变，并且蓄冷回路的回路水温也逐渐下降。在这个过程中，在蓄冷的初始阶段，由于水温是较高的，需要控制水泵以额定功率运行，以实现水的快速循环流动，同时控制半导体以额定电压工作，实现快速制冷。随着水温的下降，为避免水泵的功率过大产生较多热量传递给水，阻碍水温的快速降低，因此确定回路水温大于或等于第一预设温度且小于或等于第二预设温度，确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小。而在蓄冷的后续阶段，甚至在进入到保温阶段后，水温的下降速率逐渐减小，且相变材料大部分甚至是全部转变为固态，此时将水泵的工作电压减小或是维持在蓄冷阶段内的最低电压值，实现水的循环流动的同时，避免水泵工作电压过大导致发热量过大。
水处理设备检测到取水动作进入制冷工况，即连接在蓄冷回路上的进水管进水，出水管出水，此时由于外界水流入到蓄冷回路，导致蓄冷回路内的水温升高，为实现快速制冷，因此同样根据回路水温，控制水泵以相应的工作电压工作。
请结合参考图9，本发明还提出一种水处理设备，所述水处理设备包括蓄冷箱20、蓄冷回路和制冷装置10，所述蓄冷箱20内设有相变材料，所述蓄冷回路包括依次连接的冷端换热器40、相变换热器30和水泵50，所述相变换热器30设置在所述蓄冷箱20内，所述制冷装置10用以对所述冷端换热器40制冷。
所述水处理设备还包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
具体地，所述蓄冷箱20内设置有相变材料。所述蓄冷回路包括连通形成环路的相变换热器30、冷端换热器40以及水泵50，所述相变换热器30位于所述蓄冷箱20内，一般情况下相变换热器30被相变材料包围。所述冷端换热器40和所述制冷装置设置在蓄冷箱20外，以下以制冷装置包括半导体为例进行说明，其它实施例中，制冷装置还可以包括压缩机、蒸发器和冷凝器等。制冷装置10具有冷端和热端，冷端换热器40与所述制冷装置的冷端接触，而与制冷装置进行换热。该蓄冷回路指的是一个闭合回路，水泵50驱动水在蓄冷回路内循环流动。当水流经冷端换热器40时，与所述制冷装置产生热交换，冷端换热器40内的水被制冷，随后当水流动到相变换热器30时，与蓄冷箱20内的相变材料产生热交换，将能量传递给相变材料，相变材料则进行蓄冷。然后水又再次流动到制冷装置附近而与制冷装置进行热交换，如此循环往复从而使得相变材料蓄积大量冷量。
进水管61和出水管62均分别连接所述蓄冷回路，在这一实施例中，进水管61的一端接入所述蓄冷回路，另一端连接水源，例如该另一端可连接一原水箱64。通常在进水管61上设有进水电磁阀63以控制进水管61进水。另外，出水管62一端连接在蓄冷回路，出水管62的另一端连接出水龙头。
具体地，水处理设备具有蓄冷工况和制冷工况，当需要制取冷水时，水处理设备进入制冷工况，此时进水电磁阀63和出水龙头打开，原水箱64的水经由进水管61流入蓄冷回路，当水流经相变换热器30时，与蓄冷箱20内的相变材料进行换热，相变材料对水制冷，使得水温大大降低，当水从相变换热器30流入冷端换热器40后，与制冷装置换热并被再次制冷，水的温度进一步降低，最后水经由出水管62从出水龙头流出。当不需要取用冷水时，水处理设备进入蓄冷工况，此时进水电磁阀63和出水龙头关闭，蓄冷回路内剩余的水(或者可以打开进水电磁阀63，以使蓄冷回路内充满水)在水泵50的作用下循环流动，以将制冷装置冷端的冷量传递给相变材料，使得相变材料蓄积冷量，为下一次制取冷水做好准备。在制冷工况时，水的流动方向请参见图的虚线箭头；在蓄冷工况时，水的流动方向请参见图1中的实线箭头。
本发明实施例中，通过使用低温相变材料蓄冷，蓄冷相变材料能够实现恒温释冷，与水进行快速换热，可实现快速制冷水。相变材料释冷量或释热量大，制冷水量大，如此可以免去水胆，从而避免细菌滋生，同时达到减小整机体积的效果。此外，系统可以利用空闲时间对相变材料进行蓄冷或蓄热，可实现移峰填谷，缓解能量供求在时间、地点及强度上的不匹配。此外，当设备对水进行制冷时，蓄冷回路内的循环水又能够从出水管62被彻底排出，如此避免了循环水一直残留在蓄冷回路内导致细菌滋生。再者，在下一次循环时，蓄冷回路内的循环水已替换为新注入的水，因此可避免蓄冷回路内的水体堆积过久而发臭。
进一步地，水处理设备还包括储水箱70，所述储水箱70位于所述蓄冷箱20内，相变换热器30、储水箱70、冷端换热器40和水泵50连通形成环路。可选地，进水管61连接在所述储水箱70进水侧，出水管62连接所述储水箱70的出水侧。通过设置储水箱70后，在蓄冷工况下，经过相变材料和制冷装置换热后的水能够流入到储水箱70内，并且在蓄冷工况完成后，储水箱70内的冷水温度较低或者热水温度较高，能够满足用户对冷水的使用需求。则在切换到制冷工况时，最初从出水管62流出的水为储水箱70内的水，因此当用户着急使用时，储水箱70的水至少可以满足用户的单次用水需求，实现快速出冷水。另外，在蓄冷工况下，水的循环流动不仅让相变材料蓄冷，还额外让储水箱70储存部分冷水，蓄积冷量，则用户在下次使用时，在相变材料蓄积的冷量全部放出的情况下，获取的冷水为相变材料转换的水加上储水箱70内的水，如此相较于未设置储水箱70的情况可以取得更多的冷水。
为使得结构紧凑，一实施例中，所述相变换热器30环绕所述储水箱70设置。可选地，所述相变换热器30呈螺旋状。通过将相变换热器30设置为螺旋状并绕设储水箱70设置，可以充分利用蓄冷箱20内部空间，并充分增大相变换热器30的换热面积。可以想到的是，由于相变换热器30需要与相变材料换热，故相变换热器30的材质为具有高导热性的金属，例如，相变换热器30为不锈钢管。相变换热器30的相邻两个环形管段之间间隔设置。另外由于储水箱70是设置在蓄冷箱20内，且相变换热器30环绕所述储水箱70，三者之间结构紧凑，可以减少对整机空间的占用。
由于相变材料在发生相变时，其形态逐渐发生改变，例如对水进行制冷时，相变材料逐渐由固态变为液态，并且相变材料形态的改变是从与相变换热器30接触的位置逐渐朝外发生改变的，而不是同时发生的，为提高各处相变材料发生相变的同步性，一实施例中，所述相变换热器30分别与所述储水箱70和所述蓄冷箱20间隔设置，即相变换热器30分别与所述储水箱70的外周面和蓄冷箱20的内周面间隔设置，而相变材料是填充在储水箱70和蓄冷箱20之间的，如此最外侧的相变材料与最内侧的相变材料距离相变换热器30均较近，内外侧相变材料产生相变的状态更加一致，换热效率更快。可选地，所述相变换热器30与所述储水箱70外周面之间的距离等于所述相变换热器30与所述蓄冷箱20内周面之间的距离。
所述储水箱70与所述蓄冷箱20一体成型，如此可免去两者的安装，简化安装步骤，并且储水箱70和蓄冷箱20一体成型后可有效防止两者之间的晃动。可选地，所述储水箱70为塑胶件，由于塑胶件的导热效率较低，故能够有效减少储水箱70内冷量的散失，保证储水箱70内的水温符合用户需求。此外，其它实施例中，储水箱70与蓄冷箱20也可分体设置，并且两者通过焊接或卡接等方式固定，
一实施例中，所述相变换热器30的出水端连接所述储水箱70，所述进水管61连接在所述相变换热器30的进水侧，如此从进水管61进入的水是先流经相变换热器30与相变材料换热，水温降低之后再流进储水箱70内，与储水箱70内的水混合，可以避免储水箱70内的水温快速升高，在刚进入制冷工况时，可以保证储水箱70内的水温是缓慢升高的，从而保证快速制冷水。
可选地，所述进水管61连接在所述冷端换热器40与所述相变换热器30之间的管路上。通过如此连接之后，在制冷时，可以保证进水管61流入的水先经过蓄冷箱20，在蓄冷箱20内与相变材料进行热交换，然后流出蓄冷箱20后能够流经冷端换热器40而与制冷装置进行热交换，使得水被进一步制冷，从而保证了最终从出水管62流出的水的温度较低，满足用户所需。
所述相变换热器30的出水端伸入所述储水箱70底部，所述储水箱70的顶部设有连接所述冷端换热器40的出水口。经过相变换热器30换热后的冷水直接排出到储水箱70底部，远离储水箱70的顶部，则储水箱70顶部的冷水水温波动较小，在刚进入制冷工况时，用户初始获得的冷水为储水箱70顶部的水，该顶部出水口流出的冷水温度较低，能够很好符合用户需求。
当相变材料蓄冷完成后，用户取了少量的冷水，储水箱70的冷水温度升高，继续制冷过程中，除了制冷装置使蓄冷回路内的水变冷外，相变材料同样会释放出冷量，使得蓄冷回路内的水快速变冷，缩短制冷时间，经过制冷装置和相变材料制冷后的冷水流入到储水箱70内，与储水箱70内的水混合，使得混合后的水温较低，温度较低的混合水流出储水箱70后从出水管62流出。
本发明实施例中，所述相变换热器30为光管式换热器、翅管式换热器或板式换热器等形式中的任意一种；和/或，所述冷端换热器40为光管式换热器、翅管式换热器或板式换热器等形式中的任意一种。其中，光管式换热器指的是仅包括换热管的形式而不包括翅片。可选地，光管式换热器呈螺旋状设置，能够有效利用整机空间。所述相变换热器30和冷端换热器40的材质是不锈钢、铜或铝中的任意一种。
一实施例中，所述相变材料的相变温度大于或等于5℃，如此能够避免相变材料的相变温度过低而导致水结冰。可选地，相变材料的相变温度小于10℃，能够避免温度过高时水温较高。具体地，相变材料的相变温度可以选择5℃、6℃、6.5℃、8℃、10℃等数值。
一实施例中，所述相变材料的导热率为0.1-6W/m.K。具体而言，若相变材料的导热率过低，则会影响到换热效率，导致制取冷水速度较慢。若相变材料的导热率过高，则成本较高。因此综合考虑，将相变材料的导热率设置在0.1W/m.K至6W/m.K之间，具体可以选择相变材料的导热率为0.1W/m.K、0.5W/m.K、1W/m.K、2W/m.K、4W/m.K、6W/m.K等数值。
可选地，所述相变材料可为无机盐类或有机类。具体地，一实施例中，水处理设备用于制冷，相对应地，所述相变材料为蓄冷材料，所述蓄冷材料包括无机盐类，例如水、四丁基溴化铵、氯化锌等，所述蓄冷材料还可包括有机类，例如石蜡(C10-C16)、脂肪酸类(辛酸)或多元醇(聚乙二醇、月桂醇等)等。蓄冷材料可为上述材料中的一种或多种组合。一实施例中，水处理设备用于制热，相对应地，所述相变材料为蓄热材料，所述蓄热材料包括无机盐类(水合盐)，例如三水合醋酸钠、芒硝、磷酸钠、草酸等，该蓄热材料还可包括有机类，例如石蜡(C20-C30)、脂肪酸类(软脂酸、硬脂酸)、多元醇(丙醇、丁醇等)等。同样的，蓄热材料可为上述材料中的一种或多种组合。
此外，为提高导热率以满足充放冷量需求，在所述蓄冷箱20内还设置有导热助剂。所述导热助剂为膨胀石墨、石墨稀、碳纳米管、铝粉和铜粉中的一种或多种组合。在增加导热助剂后，能够大大提高蓄冷箱20内的导热效率，加快冷水的制取时间。
上述中，所述相变材料的质量分数为80％-100％，所述导热助剂的质量分数为0％-20％。具体地，相变材料的质量分数可选择为80％、85％、90％、92％、100％等等数值，相对应地，导热助剂的质量分数为20％、15％、10％、8％、0％等数值。通过上述这种组合搭配后，能够在节省成本的同时保证蓄冷箱20内的导热率达到一个较高的水平。
上述实施例中，相变材料与导热助剂通过机械搅拌进行混合，具体地，根据设定比例称取相应质量的相变材料和导热助剂，置于搅拌桶中，搅拌桶内装有搅拌浆，搅拌浆以300-500RPM(Revolution Per Minute，即每分钟的转动圈数)的转速进行搅拌，例如但不限于300RPM、400RPM、500RPM的转速。同时，搅拌桶本身以0-60RPM的转速进行滚动，例如但不限于5RPM、20RPM、60RPM的转速。相变材料和导热助剂的混合材料经过30-60min的搅拌后完成混合，具体混合时间可根据材料本身或是材料的质量来定，例如可经过30min、40min、60min的混合时间。搅拌桶设有加热模块而具有加热功能，当相变材料的熔点高于室温时，搅拌桶将相变材料加热到其熔点以上5-10℃后，再对相变材料和导热助剂进行搅拌混合处理。
混合材料通过注塑的方式压入蓄冷箱20中，根据混合材料的粘稠状态选择合适的注射压力。例如，当混合材料为水状态或经加热后混合材料为水状态时，混合材料可直接注入蓄冷箱20；当混合材料为细砂状时，灌装时应施加0.5-1MPa的压力把混合材料压入蓄冷箱20中。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有水处理设备处理程序，所述水处理设备处理程序被控制器执行时实现如上所述的水处理设备的控制方法的步骤。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种水处理设备的控制方法，其特征在于，所述水处理设备包括蓄冷回路、蓄冷箱和制冷装置，所述蓄冷回路包括相变换热器和水泵，所述相变换热器设置在所述蓄冷箱内，所述蓄冷箱内设有相变材料，所述制冷装置用以对所述蓄冷回路制冷；
所述水处理设备的控制方法包括以下步骤：
获取蓄冷回路的回路水温；
确定回路水温大于或等于第一预设温度且小于或等于第二预设温度，所述第一预设温度小于所述第二预设温度；
确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小。
2.根据权利要求1所述的水处理设备的控制方法，其特征在于，所述第一预设温度和第二预设温度之间设置有多个降幅温度，以在第一预设温度和第二预设温度之间形成若干降幅温度区间；
所述确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小的步骤包括：
确定当次回路水温低于前次回路水温，确定当次回路水温所处的降幅温度区间；
根据当次回路水温所处的降幅温度区间控制水泵的工作电压减小对应的幅度。
3.根据权利要求2所述的水处理设备的控制方法，其特征在于，所述水泵的 工作电压的减小幅度随降幅温度区间温度的降低而逐渐减小。
4.根据权利要求2所述的水处理设备的控制方法，其特征在于，相邻两所述降幅温度之间的温度间隔为4℃-6℃；和/或，回路水温从其中一个降幅温度区间下降到相邻的另一个降幅温度区间时，所述水泵的 工作电压的减小幅度为1V-2V。
5.根据权利要求2所述的水处理设备的控制方法，其特征在于，所述确定当次回路水温低于前次回路水温，控制水泵的工作电压减小的步骤包括：
确定当次回路水温低于前次回路水温，根据预存的回路水温-水泵工作电压表，控制制冷装置以相应的电压值运行；
其中，回路水温-水泵工作电压表用以表征回路水温和水泵工作电压之间的映射关系，回路水温和水泵工作电压呈正相关。
6.根据权利要求1所述的水处理设备的控制方法，其特征在于，所述水处理设备的控制方法还包括以下步骤：
确定回路水温小于第一预设温度，控制水泵以第一预设电压工作，第一预设电压小于水泵的额定电压；和/或，
确定回路水温大于第二预设温度，控制水泵以额定电压工作。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的水处理设备的控制方法，其特征在于，所述制冷装置包括半导体，所述水处理设备的控制方法还包括以下步骤：
确定回路水温小于第一预设温度，获取环境温度；
确定环境温度大于或等于第三预设温度，根据环境温度控制制冷装置以对应的工作电压工作；
其中，环境温度和制冷装置的工作电压呈正相关。
8.根据权利要求7所述的水处理设备的控制方法，其特征在于，所述确定回路水温小于第一预设温度，获取环境温度之后还包括：
确定环境温度小于第三预设温度，控制制冷装置以第二预设电压工作，第二预设电压小于制冷装置的额定电压。
9.根据权利要求1所述的水处理设备的控制方法，其特征在于，所述制冷装置为半导体，所述水处理设备的控制方法还包括以下步骤：
确定回路水温大于或等于第一预设温度，控制制冷装置以额定电压工作。
10.一种水处理设备，其特征在于，所述水处理设备包括蓄冷箱、蓄冷回路和制冷装置，所述蓄冷箱内设有相变材料，所述蓄冷回路包括依次连接的冷端换热器、相变换热器和水泵，所述相变换热器设置在所述蓄冷箱内，所述制冷装置用以对所述冷端换热器制冷；
所述水处理设备还包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有水处理设备处理程序，所述水处理设备处理程序被控制器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的水处理设备的控制方法的步骤。
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