CN115200313A - 一种温度自动精准调节的多温容器 - Google Patents

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李豪
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Abstract

本发明公开属于供水技术领域，一种温度自动精准调节的多温容器，包括容器、三个温度传感器、回水口、出水口、换热器，其特征在于还包括冷温区、热温区、恒温区、搅拌器、隔板1、隔板2、三个流量控制液体输送装置，所述容器由两块隔板分隔成冷温区、恒温区和热温区，其中恒温区占容器的体积最大，所述回水口位于热温区，所述换热器进口位于冷温区，出口位于热温区，所述三个流量控制液体输送装置分别安装于冷温区、恒温区和热温区，且三个流量控制液体输送装置都与出水口相连通，所述三个温度传感器分布于冷温区、恒温区、热温区。该发明可以通过不同的需求输入合适的温度，通过调节三个温区的输出流量，做到在线精准控温。

Description

一种温度自动精准调节的多温容器
技术领域
本发明设计供水技术领域，特别是涉及一种温度自动精准调节的多温容器。
背景技术
现有的冷水机水箱大多为长方体结构，包括有进水口和出水口，冷水从进水口进入，从出水口排出，而进入水箱的冷水大多是通过水泵驱动，再垂直进入水箱内，由于现有的冷水机水箱的进水口与出水口的距离较短，因而进入水箱内的水就会在没有充分搅拌的情况下以最短的距离排出水箱，造成水箱内的部分冷水没有被充分利用，且排出的水的温度不稳定。因此给水箱设计搅拌装置和三个温区，，可以让箱体中的水都被充分利用，在一定程度上节约了能量和资源。
在工业生产中，不同的作业环境和作业条件下需要的水温会不一样，目前传统的水冷机不能实现温度自动调节控制，自动化水平低，不能满足用户需求，存在用户体验度不高的问题。因此，多温多区的温度自动精准控制冷水机具有十分重要实际生产应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用水箱多温多区的特点来实现温度自动精准调节，提供一种具有分隔的、但并非完全独立的三个区域的、能够为冷水机组提供特定温度的多温多区的温度自动精准控制水箱。
一种温度自动精准调节的多温容器，包括容器、三个温度传感器、回水口、出水口、换热器，其特征在于还包括冷温区、热温区、恒温区、搅拌器、隔板1、隔板2、三个流量控制液体输送装置，所述容器由两块隔板分隔成冷温区、恒温区和热温区，其中恒温区占容器的体积最大，所述回水口位于热温区，所述换热器进口位于冷温区，出口位于热温区，所述三个流量控制液体输送装置分别安装于冷温区、恒温区和热温区，且三个流量控制液体输送装置都与出水口相连通，所述三个温度传感器分布于冷温区、恒温区、热温区。
所述冷温区内安装换热器进口，冷温区的输出流量由外接流量控制液体输送装置控制，冷温区输出流量由Qcold来表示，该装置与出水口相连通。
所述热温区安装回水口和换热器出口，热温区的输出流量由外接流量控制液体输送装置控制，热温区输出流量由Qheat来表示，该装置与出水口相连通。
所述恒温区位于冷温区和热温区中间，且占容器体积最大，恒温区的输出流量由外接流量控制液体输送装置控制，恒温区输出流量由Qcon来表示，该装置与出水口相连通。
所述换热器进口位于冷温区，换热器管在冷温区内缠绕穿过隔板1进入恒温区，换热器管在恒温区内缠绕再穿过隔板2进入热温区，换热器管在热温区内缠绕从出口出去。
所述隔板1和隔板2有孔隙，容器内的液体相对流通，高温液体从回水口输入热温区内，通过隔板1和隔板2的空隙流入恒温区和冷温区中，再经换热器进行冷却，整个容器内由冷温区到热温区温度逐渐升高。
所述出水口的流速保持不变，其与三个区域的流量控制液体输送装置相连通，液体从该三个装置流向出水口，三个该装置流量相加等于出水口的流量。
所述三个温度传感器分别用于采集冷温区、恒温区和热温区的温度，每隔一段时间采集一次，作为一个温度采集周期，在一个采集周期内，由公式精准计算所需三个区域的液体输出流量，通过控制冷温区、恒温区和热温区的三个流量控制液体输送装置，实现精准控温。
所述出水口的流速保持不变，出水口流速为Q，出水管于三个流量控制液体输送装置相连通，其中三个装置的流量分别用Qcold、Qcon、Qheat来表示，液体从该三个装置流向出水口，三个该装置流量相加等于出水口的流量，公式表示为 Q＝Qcold+Qcon+Qheat。
所述传感器位于冷水区、出水口、热水区，测得的温度分别是Tcold、Tcon、 Theat，温度每n秒采集一次，设置的目标温度为Tset，ΔT＝Tset-Tcon，若ΔT为正，则T＝Theat，若ΔT为负，则T＝Tcold，ΔT1＝Tset-T。
所述三个流量控制液体输送装置是可以调节其出水流量的一个装置，其阀门的开关可以随时控制，由出水口的流量不变的原则，再通过热量公式Q＝C*M*ΔT 可推导出三个流量控制液体输送装置所需流量的公式。
若Tset-Tcon＞0，Qcold＝0，Qcon的计算公式如下：
Figure BDA0003754110740000021
由公式Q＝Qcold+Qcon+Qheat，Qheat＝Q-Qcon。
若Tset-Tcon＝0，Qcold＝0，Qheat＝0，由公式Q＝Qcold+Qcon+Qheat，Qcon＝Q。
若Tset-Tcon＜0，Qheat＝0，Qcon的计算公式如下：
Figure BDA0003754110740000022
由公式Q＝Qcold+Qcon+Qheat，Qcold＝Q-Qcon。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本方案能够满足输出相应温度的供水需求，通过独立提供不同的供水温度，使得本方案工位末端供水能够独立适用于多种多样的工作环境或工作条件。
2.本方案通过设置目标温度，温度传感器对冷温区、恒温区、热温区内温度进行检测，检测后温度传感器将检测信号传递至外部设备，通过冷温区、恒温区和热温区的输出流量，精准控制出水口的水温，减少调节时间的滞后，做到在线精准控温。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为本发明的Qcon的计算流程图
图3为本发明的控制流程图
图中：1、容器；2、冷温区；3、隔板1；4、恒温区；5、隔板2；6、热水区；7、回水口；8、换热器；9、三个温度传感器；10、搅拌器；11、出水口； 12、三个流量控制液体输送装置
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做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。
请参阅图1，一种温度自动精准调节的多温容器，包括容器、三个温度传感器、回水口、出水口、换热器，其特征在于还包括冷温区、热温区、恒温区、搅拌器、隔板1、隔板2、三个流量控制液体输送装置，所述容器由两块隔板分隔成冷温区、恒温区和热温区，其中恒温区占容器的体积最大，所述回水口位于热温区，所述换热器进口位于冷温区，出口位于热温区，所述三个流量控制液体输送装置分别安装于冷温区、恒温区和热温区，且三个流量控制液体输送装置都与出水口相连通，所述三个温度传感器分布于冷温区、恒温区、热温区。
工作原理：请参阅图2和图3，首先通过控制面板设置温度参数Tset，恒温区、冷温区、热温区温度传感器测量的温度为Tcon、Tcold、Theat，ΔT＝Tset-Tcon，热水通过回水口进入水箱，通过换热器对热水进行快速冷却，恒温区通过出水口直接输出冷水，温度传感器对恒温区处水温进行温度测量，在出水管内通过冷温区和热温区的水进行温度补偿，将测量温度值Tcon以电信号的方式输出至控制面板，将接收的电信号与预先设定的温度值Tset对比，若测量值大于设定值(Tcon＜ Tset)即ΔT为负，则打开冷温区装置阀门，关闭热温区阀门，流量通过公式计算可得，增加冷水流出量，从而降低恒温区的出水温度，若测量值小于设定值(Tact＜Tset)即ΔT为正，则打开热温区装置阀门，关闭冷温区阀门，流量通过公式计算可得，增加热水流出量，从而提高恒温区的出水温度。在出口管经搅拌器快速融合使水管内水快速融合，等待下一次温度采集周期，通过以上控制方式实现温度自动精准调节。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种温度自动精准调节的多温容器，包括：容器(1)、三个温度传感器(12)、回水口(7)、出水口(11)、换热器(8)，其特征在于：还包括冷温区(2)、热温区(6)、恒温区(4)、搅拌器(10)、隔板1(3)、隔板2(5)、三个流量控制液体输送装置(9)，所述容器(1)由两块隔板分隔成冷温区(2)、恒温区(4)和热温区(6)，其中恒温区(4)占容器的体积最大，所述回水口(7)位于热温区(4)，所述换热器(8)进口位于冷温区(2)，出口位于热温区(4)，所述三个流量控制液体输送装置(9)分别安装于冷温区(2)、恒温区(4)和热温区(6)，且三个流量控制液体输送装置(9)都与出水口(7)相连通，所述三个温度传感器分布于冷温区(2)、恒温区(4)、热温区(6)。
2.根据权利要求1所述的一种温度自动精准调节的多温容器，其特征在于：所述冷温区(2)内安装换热器(8)进口，冷温区的输出流量由外接流量控制液体输送装置(9)控制，冷温区输出流量由Qcold来表示，该装置与出水口(11)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种温度自动精准调节的多温容器，其特征在于：所述热温区(6)安装回水口(7)和换热器(8)出口，热温区的输出流量由外接流量控制液体输送装置(9)控制，热温区(6)输出流量由Qheat来表示，该装置与出水口(11)相连通。
4.根据权利要求1所述的一种温度自动精准调节的多温容器，其特征在于：所述恒温区(4)位于冷温区(2)和热温区(6)中间，且占容器(1)体积最大，恒温区的输出流量由外接流量控制液体输送装置(9)控制，恒温区(4)输出流量由Qcon来表示，该装置与出水口(11)相连通。
5.根据权利要求1所述的一种温度自动精准调节的多温容器，其特征在于：所述换热器(8)进口位于冷温区(2)，换热器管在冷温区(2)内缠绕穿过隔板1(3)进入恒温区(4)，换热器管在恒温区(4)内缠绕再穿过隔板2(5)进入热温区(6)，换热器管在热温区(6)内缠绕从出口出去。
6.根据权利要求1所述的一种温度自动精准调节的多温容器，其特征在于：所述隔板1(3)和隔板2(5)有孔隙，容器(1)内的液体相对流通，高温液体从回水口(7)输入热温区(6)内，通过隔板1(3)和隔板2(5)的空隙流入恒温区(4)和冷温区(2)中，再经换热器(8)进行冷却，整个容器(1)内由冷温区(2)到热温区(6)温度逐渐升高。
7.根据权利要求1所述的一种温度自动精准调节的多温容器，其特征在于：所述出水口(11)的流速保持不变，其与三个区域的流量控制液体输送装置(9)相连通，液体从该三个装置流向出水口，三个该装置流量相加等于出水口的流量。
8.根据权利要求1所述的一种温度自动精准调节的多温容器，其特征在于：所述三个温度传感器(12)分别用于采集冷温区(2)、恒温区(4)和热温区(6)的温度，每隔一段时间采集一次，作为一个温度采集周期，在一个采集周期内，由公式精准计算所需三个区域的液体输出流量，通过控制冷温区(2)、恒温区(4)和热温区(6)的三个流量控制液体输送装置(9)，实现精准控温。
9.根据权利要求1所述的一种温度自动精准调节的多温容器，其特征在于：所述三个流量控制液体输送装置(9)是可以调节其出水流量的一个装置，其阀门的开关可以随时控制，由出水口(11)的流量不变的原则，再通过热量公式可推导出三个流量控制液体输送装置(9)所需流量的公式。
10.根据权利要求1所述的一种温度自动精准调节的多温容器，其特征在于：所述三个温度传感器(12)采集冷温区(2)、恒温区(4)和热温区(6)的温度分别是Tcold、Tcon、Theat，每过一个温度采集周期刷新温度，设置的目标温度为Tset，ΔT＝Tset-Tcon，若ΔT为正，则T＝Theat，Qcold＝0，若ΔT为负，则T＝Tcold，Qheat＝0，ΔT1＝Tset-T。
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