CN113028647A - 一种储电式管道液体加热装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种储电式管道液体加热装置及其工作方法，其中，储电式管道液体加热装置，包括储水箱，发热体，电池模组，及控制电路板；所述储水箱通过进水管与所述发热体连接，所述发热体和电池模组均与所述控制电路板连接，所述电池模组与所述发热体连接，所述控制电路板还与外部市电连接，所述发热体还连接有出水管。本发明兼顾家用电器受限功率上限又必须快速高效出水的要求，在待机状态下储备电能，用户使用时释放电能，以达到节省时间，节省空间，提升效率和生活质量的目的，提升饮水机加热速率和饮水机制热效率，增强用户体验，能够更好地满足需求。
Description
技术领域
本发明涉及管道液体加热技术领域，更具体地说是指一种储电式管道液体加热装置及其工作方法。
背景技术
随着工业化的发展，家用饮水加热设备如饮水机，净水器等的加热方式受限于外部条件，存在不合理的使用方式和不人性化的缺陷，不够环保节能，不够医用，现有水箱式加热饮水机需要持续加热，耗散热量和电力的同时，水被反复加热沸腾，形成千滚水，可能对健康造成影响，而既有的速热设备受制于家庭环境用电功率上限的限制，热水的出水量较小，尤其是沸腾水的出水量更小，用水需要等待很长的时间，每取400ml左右的热水需要等待约1分钟的时间，浪费时间而且不能保持水温，在低温环境下，如室温低于10度时，取开水400mL,最终取水结束后，水杯中的温度可能只有80度，从而影响用户体验。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种储电式管道液体加热装置及其工作方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种储电式管道液体加热装置，包括储水箱，发热体，电池模组，及控制电路板；所述储水箱通过进水管与所述发热体连接，所述发热体和电池模组均与所述控制电路板连接，所述电池模组与所述发热体连接，所述控制电路板还与外部市电连接，所述发热体还连接有出水管。
其进一步技术方案为：所述电池模组由若干个储能模块串联或并联组成。
其进一步技术方案为：所述储能模块的数量为2个-10个。
其进一步技术方案为：所述储能模块的输出功率为300W-1000W。
一种储电式管道液体加热装置的工作方法，基于上述的储电式管道液体加热装置，包括以下步骤：
获取用户启动加热指令；
判断加热指令是否为高温加热；
若不是，则控制电路板对发热体供电，将水加热至设定温度；
若是，则控制电路板和电池模组对发热体供电，将水加热至预设温度。
其进一步技术方案为：所述高温加热为75℃以上。
其进一步技术方案为：所述设定温度为50℃-75℃。
其进一步技术方案为：所述预设温度为75℃-100℃。
其进一步技术方案为：所述控制电路板对发热体供电的输出功率为1500W-2500W。
其进一步技术方案为：所述获取用户启动加热指令步骤之前，还包括：
上电初始化；
判断电池模组的电量是否满电；
若未满电，则控制电路板对电池模组进行充电；
若满电，则电池模组进入待机状态。
本发明与现有技术相比的有益效果是：兼顾家用电器受限功率上限又必须快速高效出水的要求，在待机状态下储备电能，用户使用时释放电能，以达到节省时间，节省空间，提升效率和生活质量的目的，提升饮水机加热速率和饮水机制热效率，增强用户体验，能够更好地满足需求。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。
图1为本发明一种储电式管道液体加热装置的方框示意图；
图2为本发明一种储电式管道液体加热装置的工作方法的流程图一；
图3为本发明一种储电式管道液体加热装置的工作方法的流程图二。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
如图1至图3所示的具体实施例，其中，如图1所示，本发明公开了一种储电式管道液体加热装置，包括储水箱10，发热体20，电池模组30，及控制电路板40；所述储水箱10通过进水管50与所述发热体20连接，所述发热体20和电池模组30均与所述控制电路板40连接，所述电池模组30与所述发热体20连接，所述控制电路板40还与外部市电70连接，所述发热体20还连接有出水管60，用于将加热后的水提供给用户使用。
其中，在本实施例中，所述电池模组30由若干个储能模块串联或并联组成，以提升瞬间加热功率，可以产生1000W，2000W，或4000W的功率，与交流市电共用的同时，可以对应产生3000W，4000W，6000W的功率，以满足大流量管道加热，比如市电2000W对水体加热，常温下每分钟只能产生300毫升到400毫升的沸水，需要用一杯300毫升的沸水，则需要1分钟的时间，太过浪费时间，而一般人希望10-20秒内完成取水比较合理，储能模块的数量为2个-10个，通过调整储能模块的搭配，可以适应任意流速的管道加热，比如600毫升每分钟可以搭配(2000W输出的储能模块)，1.2升每分钟(6000W输出功率)的净水器产生的水流，无需像现有产品一样，增加储热水罐，可以节省空间，节省电能，其中，所述储能模块的输出功率为300W-1000W，更加安全可靠。
其中，发热体20还可以由多个小发热体组成，小发热体可以并联或串联，其中一个小发热体为预热发热体，另一个小发热体将预热过的水加热至沸腾或90度以上，也可以叠加小发热体，产生不同的功率将水温升至不同温度。
其中，在本实施例中，储能模块可以是锂电池，聚合物电池等电池元件，也可以是电容，锂电容，电感等电子元器件。
如图2至图3所示，本发明还公开了一种储电式管道液体加热装置的工作方法，其中，如图2所示的实施例一，基于上述的储电式管道液体加热装置，包括以下步骤：
S1，获取用户启动加热指令；
其中，在本实施例中，可通过取水开关来获取用户启动加热指令，当用户转动取水开关时，则饮水机开始工作。
S2，判断加热指令是否为高温加热；
其中，在本实施例中，取水开关有几个档位，通过用户将取水开关转动至不同档位，来判断加热指令是否为高温加热。
S3，若不是，则控制电路板对发热体供电，将水加热至设定温度；
其中，若不是高温加热，用户取温水时，使用外部市电进行加热。
S4，若是，则控制电路板和电池模组对发热体供电，将水加热至预设温度。
其中，若是高温加热，用户取热水时，使用外部市电和电池模组的储备电力同时进行加热，在加热完毕后，对电池模组进行充电。
其中，所述高温加热为75℃以上；所述设定温度为50℃-75℃；所述预设温度为75℃-100℃；所述控制电路板对发热体供电的输出功率为1500W-2500W；以上数值均可按实际需要进行设定，以满足不同场景需求。
其中，如图3所示的实施例二，包括以下步骤：
A1，上电初始化；
A2，判断电池模组的电量是否满电；
其中，在本实施例中，通过控制电路板对电池模组的电量进行判断。
A3，若未满电，则控制电路板对电池模组进行充电，然后返回A2步骤；
A4，若满电，则电池模组进入待机状态；
A5，获取用户启动加热指令；
A6，判断加热指令是否为高温加热；
A7，若不是，则控制电路板对发热体供电，将水加热至设定温度；
A8，若是，则控制电路板和电池模组对发热体供电，将水加热至预设温度。
其中，当饮水机通电后，控制电路板将市电输入电流转换为直流为电池模组进行充电，电池模组充满电后进入待机状态，此时，饮水机几乎不消耗电能。当用户需要用热水时，如果设定温度低于一定温度，比如75度，则只用交流电市电进行加热，如果高于此温度，则同时以电池模组和交流电进行加热，双电源加热时，可以瞬间产生大量热量，可以以远超出2000W的功率进行加热，比如电池模组释放功率为2000W，则加热功率为4000W，可以在数秒以内将发热体中的水温加热至95度以上，则水的流速可以提升一倍，那么加热时间就会减少为原来的二分之一，在取水结束后，控制电路板切换至充电模式，对电池模组进行充电，直至充满，如果充电过程中取水，则结束充电状态，优先进行加热；较高温度取水过程中，电池模组和交流电同时加热过程中，如果电池模组电力耗尽，则切换为交流电单独加热，此时出水流速可以下降到300毫升每分钟。
本发明提供的储电式管道液体加热装置具有以下优点：1、电池模组占用体积更小，相对于普通水箱储热设备没有庞大的水箱和复杂的管线，节省空间，占地空间小；2、相对于普通水箱储热无热量耗散的电能消耗，不使用时不消耗电能，待机零功耗，环保节能；3、相对于普通水箱储热无储水或较少储水容器，较少管线，不容易积累或产生微生物，藻类等，卫生耐用，发热体内部可以直接加热至100度除菌杀毒；4、低成本，减少了设备的零件，减少了组装工序，电池技术会随着时间越来越低成本，整机成本也会随着时间推移持续降低；5、在市电供电停电状态下，仍可以内部电力使用一段时间，短时意外停电也不影响用户用水；6、在室温20度下，产生一杯350毫升的沸水所需时间可以在10秒左右，相对于无储电的速热模块，流速更大，效率更高。
本发明兼顾家用电器受限功率上限又必须快速高效出水的要求，在待机状态下储备电能，用户使用时释放电能，以达到节省时间，节省空间，提升效率和生活质量的目的，提升饮水机加热速率和饮水机制热效率，增强用户体验，能够更好地满足需求。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种储电式管道液体加热装置，其特征在于，包括储水箱，发热体，电池模组，及控制电路板；所述储水箱通过进水管与所述发热体连接，所述发热体和电池模组均与所述控制电路板连接，所述电池模组与所述发热体连接，所述控制电路板还与外部市电连接，所述发热体还连接有出水管。
2.根据权利要求1所述的一种储电式管道液体加热装置，其特征在于，所述电池模组由若干个储能模块串联或并联组成。
3.根据权利要求2所述的一种储电式管道液体加热装置，其特征在于，所述储能模块的数量为2个-10个。
4.根据权利要求2所述的一种储电式管道液体加热装置，其特征在于，所述储能模块的输出功率为300W-1000W。
5.一种储电式管道液体加热装置的工作方法，其特征在于，基于权利要求1至4任一项所述储电式管道液体加热装置，包括以下步骤：
获取用户启动加热指令；
判断加热指令是否为高温加热；
若不是，则控制电路板对发热体供电，将水加热至设定温度；
若是，则控制电路板和电池模组对发热体供电，将水加热至预设温度。
6.根据权利要求5所述的一种储电式管道液体加热装置的工作方法，其特征在于，所述高温加热为75℃以上。
7.根据权利要求5所述的一种储电式管道液体加热装置的工作方法，其特征在于，所述设定温度为50℃-75℃。
8.根据权利要求5所述的一种储电式管道液体加热装置的工作方法，其特征在于，所述预设温度为75℃-100℃。
9.根据权利要求5所述的一种储电式管道液体加热装置的工作方法，其特征在于，所述控制电路板对发热体供电的输出功率为1500W-2500W。
10.根据权利要求5所述的一种储电式管道液体加热装置的工作方法，其特征在于，所述获取用户启动加热指令步骤之前，还包括：
上电初始化；
判断电池模组的电量是否满电；
若未满电，则控制电路板对电池模组进行充电；
若满电，则电池模组进入待机状态。
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