CN115790067A - 降温系统、液体加热设备和降温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降温系统、液体加热设备和降温方法，降温系统包括容器，第一测温模块和负压模块，至少部分所述容器用于存储并加热液体，所述第一测温模块设于所述容器，且所述第一测温模块用于监测所述液体的温度，所述负压模块与所述容器相连，所述负压模块用于在所述容器内形成负压以降低加热后的所述液体的沸点并实现汽化吸热，且所述负压模块用于在所述第一测温模块监测的温度达到设定温度时关闭。本发明的降温系统的降温效果和降温效率好，结构简单，有利于实现设计的小型化和紧凑化。

Description

降温系统、液体加热设备和降温方法

技术领域

本发明涉及冷却降温技术领域，具体地，涉及一种降温系统、一种应用该降温系统的液体加热设备和一种基于该降温系统的降温方法。

背景技术

日常生活中，诸如热水壶、饮水机、电饭煲等家用电器给人们的饮水、饮食等需要提供了便利，但是家用电器加热后的液体(绿豆汤、豆浆、粥、饮料等)温度较高，需要自然冷却后才能饮用，而该过程耗时较长，降低了用户体验。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

为了实现加热后液体的快速降温，一些家用电器配备有降温装置，但是相关技术中的降温装置多为热交换类型的降温装置，在使用时，降温装置会受到换热介质容量的限制，降温效果和降温效率难以充分保证。

另外，由于降温装置需要设置冷、热换热单元，降温装置的管路较多、结构复杂，不利于家用电器等的小型化、紧凑化、极简化设计，降低了产品的外观性。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明实施例提出一种降温系统，该降温系统的降温效果和降温效率好，结构简单，有利于实现设计的小型化和紧凑化。

本发明实施例还提出一种应用上述降温系统的液体加热设备。

本发明实施例还提出一种基于上述降温系统的降温方法。

本发明实施例的降温系统包括：

容器，至少部分所述容器用于存储并加热液体；

第一测温模块，所述第一测温模块设于所述容器，且所述第一测温模块用于监测所述液体的温度；

负压模块，所述负压模块与所述容器相连，所述负压模块用于抽出所述容器内的气体并在所述容器内形成负压以降低加热后的所述液体的沸点并实现汽化吸热，且所述负压模块在所述第一测温模块监测的温度达到设定温度后停止工作。

本发明实施例的降温系统的降温效果和降温效率好，结构简单，有利于实现设计的小型化和紧凑化。

在一些实施例中，降温系统包括液化模块，所述液化模块设于所述容器和所述负压模块之间，所述液化模块用于液化从所述容器流向所述负压模块的水气并将生成的液态水回排至所述容器。

在一些实施例中，所述液化模块包括流道模块和散热模块，所述流道模块与至少部分所述容器相连，所述流道模块用于供所述水气流入并将生成的所述液态水回排至所述容器，所述散热模块用于强化所述流道模块的散热。

在一些实施例中，所述散热模块包括如下至少一种：散热片、风扇、电子制冷片。

在一些实施例中，所述散热模块包括所述散热片和所述风扇，所述散热片连接在所述流道模块和所述风扇之间。

在一些实施例中，所述散热模块包括所述散热片、所述风扇和所述电子制冷片，所述电子制冷片连接在所述流道模块和所述散热片之间，所述散热片连接在所述电子制冷片和所述风扇之间。

在一些实施例中，降温系统包括阀门，所述阀门设于所述容器，所述阀门在所述容器内的压力大于设定压力时开启。

在一些实施例中，降温系统包括第一泵，所述第一泵与所述容器相连，所述第一泵用于将所述容器内的所述液体排出。

在一些实施例中，降温系统包括第二泵，所述容器包括第一容器和第二容器，所述第一容器用于存储并加热所述液体，所述第二容器用于缓存加热后的所述液体，所述第二泵连接在所述第一容器和所述第二容器之间，所述第二泵用于将所述第一容器内的所述液体排出或输送至所述第二容器，所述第一泵与所述第二容器相连并用于排出所述第二容器内的所述液体，所述第一测温模块设于所述第二容器。

在一些实施例中，降温系统包括第二测温模块，所述第二测温模块设于所述第一容器，所述第二测温模块用于监测所述第一容器内的所述液体的温度。

本发明实施例的液体加热设备包括如上述任一实施例中所述的降温系统。

在一些实施例中，所述液体加热设备为热水壶、饮水机、净饮机、电饭煲、破壁机或豆浆机。

本发明实施例的降温方法包括以下骤：

利用所述容器加热所述液体；

启动所述负压模块以逐渐降低所述容器内的压强；

待所述第一测温模块监测的所述液体的温度达到设定温度后，关闭所述负压模块；

将所述容器内的压力恢复至常压。

在一些实施例中，所述降温系统包括液化模块，所述液化模块包括流道模块和电子制冷板，在启动所述负压模块之前还包括以下步骤：运行所述电子制冷片设定时长。

附图说明

图1是本发明实施例的降温系统的示意图；

图2是本发明另一实施例的降温系统的示意图；

图3是本发明又一实施例的降温系统的示意图；

图4是本发明再一实施例的降温系统的示意图；

图5是本发明另一实施例的降温系统的示意图；

图6是本发明又一实施例的降温系统的示意图。

附图标记：

容器1；第一容器11；第二容器12；

第一测温模块2；

负压模块3；

阀门4；

第一泵5；

液化模块6；流道模块61；散热模块62；散热片621；风扇622；电子制冷片623；回流管道63；

第二测温模块7；

第二泵8。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明实施例的降温系统包括容器1，第一测温模块2和负压模块3。

至少部分容器1用于存储并加热液体，例如，如图1所示，容器1可以仅为单个容器1，且容器1可以仅具有一个内腔。容器1的材质可以为金属、塑料、玻璃等。容器1的底部可以设有加热丝、加热盘等加热装置。使用时，可以将待加热的液体倒入容器1内，加热装置可以对容器1内的液体进行加热，其中，液体可以为引用水、绿豆汤、豆浆、粥、饮料等。

需要说明的是，在其他一些实施例中，容器1也可以由多个独立的子容器1组成，此时，可以仅部分子容器1配备有加热装置，其余的子容器1则可以仅具有存储功能。在另一些实施例中，容器1的内腔也可以划分为多个子腔，多个子腔的其中一些可以具有加热功能，另一些子腔则可以仅具有存储功能。

第一测温模块2设于容器1，且第一测温模块2用于监测液体的温度。例如，如图1所示，第一测温模块2可以为温度传感器，温度传感器可以为电阻式温度传感器、压力式温度传感器、红外温度传感器等。第一测温模块2可以固定在容器1的容器壁上，通过第一测温模块2可以实时的对容器1的液体进行温度监测。

负压模块3与容器1相连，负压模块3用于抽出容器内的气体并在容器1内形成负压以降低加热后的液体的沸点并实现汽化吸热，且负压模块3在第一测温模块2监测的温度达到设定温度后停止工作。

例如，负压模块3可以为真空泵，负压模块3可以通过管路与容器1连通，容器1具有一定的密封性，待容器1内的液体加热至沸腾后，可以启动负压模块3，负压模块3可以对容器1的内腔抽真空。

由此，容器1内的压力会降低，液体的沸点也会随着压力的降低逐渐降低，进而使得液体可以重新沸腾。液体的重新沸腾会使得液体发生相变并产生水气，汽化的过程会吸收液体热量，从而让液体温度降低，水气则可以由负压模块3排到外部环境中。

使用时，可以驱动负压模块3持续工作，由此，容器1内的液体会持续沸腾，液体的温度会持续降低，直至到达可以满足饮用的设定温度(可以为20摄氏度至50摄氏度)，此时，第一测温模块2可以监测到液体达到该设定温度并产生信号，负压模块3在接收到信号后可以停止工作，从而实现对液体的降温。

本发明实施例的降温系统，使用时，通过逐渐降低容器1的压力起到改变液体的沸点的效果，从而可以实现加热后的液体的持续沸腾，进而可以通过汽化的方式实现液体的吸热降温，由于本发明实施例的降温系统不需要利用换热介质进行换热，降温的过程不会受限于换热介质的体量，只要容器1内的压力持续下降即可实现降温，因此，本发明实施例的降温系统的降温效果和降温效率好，满足了使用要求。

其次，由于降温功能仅需要设置一个负压模块3即可实现，相较于相关技术中利用热交换装置进行降温的方式，本发明实施例的降温系统的结构简单，给降温系统的小型化、紧凑性、极简化设计提供了便利，进而有利于提升产品的外观性。

另外，通过设置第一测温模块2，第一测温模块2可以对液体的温度进行实时监测，通过监测的温度信息一方面方便了使用者直观的了解液体的温度，可以提升使用的安全性，另一方面可以指导负压模块3的运行，从而可以液体的温度控制在需要的温度范围内，进一步满足了使用的需要。

在一些实施例中，降温系统包括液化模块6，液化模块6设于容器1和负压模块3之间，液化模块6用于液化从容器1流向负压模块3的水气并将生成的液态水回排至容器1。

例如，如图2所示，负压模块3可以通过管路与容器1的顶部连通，由此，可以避免负压模块3吸入液体的情况。液化模块6可以连接在容器1和负压模块3之间的管路上，液化模块6可以实现对负压模块3所抽取的水气的降温液化，降温液化后产生的液态水可以回排至容器1内。

由此，一方面避免了液体浪费的情况，有利于保证容器1内的液体量，另一方面可以减少液态水箱负压模块3的流入，避免了液态水对负压模块3的影响。另外，液化模块6还起到了对负压模块3排出气体的降温作用，避免了排出气体温度过高的情况，从而可以避免气体灼烧用户的问题，进一步提升了使用的安全性。

在一些实施例中，液化模块6包括流道模块61和散热模块62，流道模块61与至少部分容器1相连，流道模块61用于供水气流入并将生成的液态水回排至容器1，散热模块62用于强化流道模块61的散热。

例如，如图2所示，流道模块61可以为盘管、蛇形管等，在其他一些实施例中，流道模块61也可以为块状结构，流道模块61可以设有液化通道，液化通道可以弯折往复延伸。流道模块61可以具有第一口、第二口和第三口，其中第一口可以与容器1的顶部连通，第二口可以与容器1的底部连通，第三口可以与负压模块3连通。

待负压模块3启动时，负压模块3可以通过第三口和第一口之间的通道间接的对容器1抽真空，容器1内的气体可以经由第一口流入流道模块61，然后气体内的水气可以在流道模块61内液化并生成液态水，汇聚的液态水可以经由第二口回流至容器1内。

散热模块62可以通过热交换、增大散热面积、辐射等方式增强流道模块61的散热，从而起到加快流道模块61内液体的液化效果，保证了液化效率。

可以理解的是，散热模块62的使用可以根据实际需要进行选择，例如，外界环境温度较低的情况，流道模块61自身既具有较高的液化效果，此时可以不启动散热模块62，当外界环境温度较高时，可以启动散热模块62。

在一些实施例中，如图2所示，容器1和流道模块61的第二口之间可以通过回流管道63连通，回流管道63与容器1连通的位置要低于流道模块61的第二口的位置，由此，流道模块61内的流体可以在自身重力的作用下回排至容器1内。

可选地，回流管道63上可以设有单向阀，单向阀可以允许液态水回流至容器1内，而可以阻止容器1内的液体在负压的作用下流入流道模块61内。

在一些实施例中，散热模块62包括如下至少一种：散热片621、风扇622、电子制冷片623。例如，如图2所示，散热模块62可以设有散热片621，散热片621可以与流体模块直接相连，散热片621可以增大散热面积，从而起到加快散热的目的。散热模块62还可以包括风扇622，风扇622可以加快气流的流通速度，从而也可以起到加快散热的效果。在另一些实施例中，散热模块62也可以仅包括电子制冷片623或金包括风扇622。

在一些实施例中，散热模块62包括散热片621和风扇622，散热片621连接在流道模块61和风扇622之间。例如，如图2和图5所示，散热片621可以为散热翅片，散热片621可以连接在流道模块61的右侧，风扇622可以固定在散热片621的右侧。使用时，流道模块61的热量可以传递给散热片621，风扇622可以加快散热片621的散热。

在一些实施例中，散热模块62包括散热片621、风扇622和电子制冷片623，电子制冷片623连接在流道模块61和散热片621之间，散热片621连接在电子制冷片623和风扇622之间。如图3和图6所示，电子制冷片623可以固定在流道模块61的右侧，电子制冷片623的冷端可以与流道模块61接触相连，电子制冷片623的热端可以与散热片621接触相连，风扇622可以安装在散热片621的右端。

待容器1内的液体加热沸腾后，可以启动负压模块3，容器1内的气体可以被抽送至流道模块61内并在流道模块61内冷凝，电子制冷片623可以持续运行，从而可以加快流道模块61内的液化效率，并可以不断将水气液化，电子制冷片623的热端的热量则可以由散热片621和风扇622散至环境中。

在一些实施例中，降温系统包括阀门4，阀门4设于容器1，阀门4在容器1内的压力大于设定压力时开启。如图1至图3所示，阀门4可以为卸压阀，卸压阀可以安装在容器1的顶部，随着容器1对液体的持续加热，容器1内的压力会逐渐增高，当达到阀门4的设定压力值后，阀门4可以打开并向外界释放压力，从而避免了容器1内压力过高的情况。需要说明的是，在通过负压模块3抽真空的过程中，由于容器1内的压力是逐渐降低的，阀门4不会打开，从而保证了容器1的气密性，满足了抽真空的需要。

在一些实施例中，如图1至图3所示，降温系统包括第一泵5，第一泵5与容器1相连，第一泵5用于将容器1内的液体排出。从而方便了容器1内液体的外排供给。

在一些实施例中，降温系统包括第二泵8，容器1包括第一容器11和第二容器12，第一容器11用于存储并加热液体，第二容器12用于缓存加热后的液体，第二泵8连接在第一容器11和第二容器12之间，第二泵8用于将第一容器11内的液体排出或输送至第二容器12，第一泵5与第二容器12相连并用于排出第二容器12内的液体，第一测温模块2设于第二容器12。

例如，如图4至图6所示，容器1可以分体设置并可以包括两个独立部分，两个独立部分可以分别为第一容器11和第二容器12，第一容器11可以配备有加热装置，从而使得第一容器11既具有存储液体的功能，也具有对液体加热的功能。第二容器12的容积可以小于第一容器11，第二容器12可以仅具有存储液体的功能。

第一容器11和第二容器12可以通过管道连通，第二泵8可以连接在第一容器11和第二容器12之间的管道上。第二泵8可以具有一个进口和两个出口，其中第二泵8的进口可以与第一容器11连通，第二泵8的一个出口可以与外界连通，从而方便了第一容器11内的液体经由第二泵8直接排出，从而可以实现将加热沸腾后的液体直接排出的目的，满足了用户对较高温度的液体的使用需要。

第二泵8的另一个出口可以与第二容器12连通，从而借助第二泵8可以将第一容器11内的液体直接通入第二容器12内。如图4至图6所示，第一测温模块2可以设于第二容器12，负压模块3、第一泵5均可以与第二容器12连通。第一测温模块2可以对第二容器12内的液体的温度进行监测，负压模块3可以通过抽真空的方式对第二容器12内的液体进行减压降温，第一泵5可以直接将第二容器12内降温后的液体排出，从而可以满足用户对温度适宜的液体的使用需要。

在一些实施例中，降温系统包括第二测温模块7，第二测温模块7设于第一容器11，第二测温模块7用于监测第一容器11内的液体的温度。如图4至图6所示，第二测温模块7也可以为温度传感器，第二测温模块7可以装配于第一容器11的容器壁，通过第二测温模块7可以直观的了解第一容器11内的液体的加热情况，可以进一步提升使用的安全性。

下面描述本发明实施例的液体加热设备。

本发明实施例的液体加热设备包括降温系统，降温系统可以为上述任一实施例中描述的降温系统。液体加热设备可以为热水壶、饮水机、净饮机、电饭煲、破壁机、豆浆机等家用电器，当然也可以为其他具有加热功能的设备。本发明实施例的液体加热设备的降温效果和降温效率好，结构简单，有利于实现小型化设计并提升外观性。

下面描述本发明实施例的降温方法。

本发明实施例的降温方法包括以下骤：

S1：利用容器1加热液体。例如，可以利用容器1附带的加热装置对容器1进行加热，也可以利用其它独立与容器1的加热装置对容器1内的液体进行加热，液体可以加热至沸腾，也可以仅加热至较高的温度。

S2：启动负压模块3以逐渐降低容器1内的压强。例如，待容器1内的液体加热至需要的温度后，可以开启负压模块3，例如，可以保持负压模块3尺寸运行，由此，负压模块3可以持续对容器1抽真空，容器1内的压力会持续降低，从而可以实现减压降温。在另一些实施例中，负压模块3也可以间歇性的运行，由此，可以给设定压力下的液体充分的沸腾时间，避免了液体的沸点持续变化而持续剧烈沸腾的情况，有利于提升运行的稳定性。

S3：待第一测温模块2监测的液体的温度达到设定温度后，关闭负压模块3。从而可以避免液体温度过低的情况，满足了用户使用需要。

S4：将容器1内的压力恢复至常压。例如，待关闭负压模块3后，可以将容器1缓慢与外界连通，从而可以使得容器1内的压强和外界的大气压强一致，可以进一步保证后续使用的安全性，也方便了后续容器1内液体的排出。

在一些实施例中，降温系统包括液化模块6，液化模块6包括流道模块61和电子制冷板，在启动负压模块3之前还包括以下步骤：运行电子制冷片623设定时长。

例如，如图3和图6所示，在运行负压模块3之前，可以首先运行电子制冷片623一定时间，从而可以使得流体模块处于较低的温度，避免了负压模块3初始运行时，流体模块温度较高而不能对气体充分液化的情况，进一步保证了对气体的液化效果。

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”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，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以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种降温系统，其特征在于，包括：

容器，至少部分所述容器用于存储并加热液体；

第一测温模块，所述第一测温模块设于所述容器，且所述第一测温模块用于监测所述液体的温度；

负压模块，所述负压模块与所述容器相连，所述负压模块用于抽出所述容器内的气体并在所述容器内形成负压以降低加热后的所述液体的沸点并实现汽化吸热，且所述负压模块在所述第一测温模块监测的温度达到设定温度后停止工作。

2.根据权利要求1所述的降温系统，其特征在于，包括液化模块，所述液化模块设于所述容器和所述负压模块之间，所述液化模块用于液化从所述容器流向所述负压模块的水气并将生成的液态水回排至所述容器。

3.根据权利要求2所述的降温系统，其特征在于，所述液化模块包括流道模块和散热模块，所述流道模块与至少部分所述容器相连，所述流道模块用于供所述水气流入并将生成的所述液态水回排至所述容器，所述散热模块用于强化所述流道模块的散热。

4.根据权利要求3所述的降温系统，其特征在于，所述散热模块包括如下至少一种：散热片、风扇、电子制冷片。

5.根据权利要求4所述的降温系统，其特征在于，所述散热模块包括所述散热片和所述风扇，所述散热片连接在所述流道模块和所述风扇之间。

6.根据权利要求4所述的降温系统，其特征在于，所述散热模块包括所述散热片、所述风扇和所述电子制冷片，所述电子制冷片连接在所述流道模块和所述散热片之间，所述散热片连接在所述电子制冷片和所述风扇之间。

7.根据权利要求1所述的降温系统，其特征在于，包括阀门，所述阀门设于所述容器，所述阀门在所述容器内的压力大于设定压力时开启。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的降温系统，其特征在于，包括第一泵，所述第一泵与所述容器相连，所述第一泵用于将所述容器内的所述液体排出。

9.根据权利要求8所述的降温系统，其特征在于，包括第二泵，所述容器包括第一容器和第二容器，所述第一容器用于存储并加热所述液体，所述第二容器用于缓存加热后的所述液体，所述第二泵连接在所述第一容器和所述第二容器之间，所述第二泵用于将所述第一容器内的所述液体排出或输送至所述第二容器，所述第一泵与所述第二容器相连并用于排出所述第二容器内的所述液体，所述第一测温模块设于所述第二容器。

10.根据权利要求9所述的降温系统，其特征在于，包括第二测温模块，所述第二测温模块设于所述第一容器，所述第二测温模块用于监测所述第一容器内的所述液体的温度。

11.一种液体加热设备，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的降温系统。

12.根据权利要求11所述的液体加热设备，其特征在于，所述液体加热设备为热水壶、饮水机、净饮机、电饭煲、破壁机或豆浆机。

13.一种基于权利要求1-12中任一项所述的降温系统的降温方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用所述容器加热所述液体；

启动所述负压模块以逐渐降低所述容器内的压强；

待所述第一测温模块监测的所述液体的温度达到设定温度后，关闭所述负压模块；

将所述容器内的压力恢复至常压。

14.根据权利要求13所述的降温方法，其特征在于，所述降温系统包括液化模块，所述液化模块包括流道模块和电子制冷板，在启动所述负压模块之前还包括以下步骤：运行所述电子制冷片设定时长。

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