CN118557048B - 一种智能调温的温开水饮水机及智能调温控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及饮水设备技术领域，特别涉及智能调温的温开水饮水机及智能调温控制方法。本发明的智能调温的温开水饮水机，其包括低温容器、加热容器、热交换装置、混合出水部以及智能控制器；低温容器设置有低温容器入口以及低温容器出口；加热容器设置有加热容器入口以及加热容器出口；热交换装置包括热交换内层以及包围热交换内层的热交换外层；加热容器内设置有加热装置；智能控制器电性连接有低温温度探头以及混合温度探头；低温温度探头设置在低温容器内，混合温度探头设置在混合出水部、混合输送装置之间。本发明能够快速、准确地输出设定温度的温开水。
Description
技术领域
本发明涉及饮水设备技术领域，特别涉及智能调温的温开水饮水机及智能调温控制方法。
背景技术
CN114617439B公开了智能调温和高温杀菌饮水设备，其包括输入管、加热罐、热交换装置、控制装置以及设置有温水输出阀的温水输出管；热交换装置包括第一交换部以及第二交换部；输入管包括交换管路，交换管路与第一交换部的一端连通，第一交换部的另一端与加热罐的输入端连通；加热罐的输出端连通有调温输出路，调温输出路与第二交换部的一端连通，第二交换部的另一端与温水输出阀连通；输入管还包括设置有前置调温阀的稳压管，稳压管与加热罐的输入端连通；前置调温阀与控制装置电性连接。
CN204541770U公开了带自动杀菌功能的节能饮水机，包括进水电磁阀、热交换器、热水胆、开水出水龙头和温水出水龙头；热交换器内设有冷水通道和热水通道，冷水通道的一端与进水电磁阀连接，冷水通道的另一端与热水胆的进水口连接，热水胆的出水口分别与开水出水龙头和热交换器的热水通道的一端连接，热水通道的另一端与温水出水龙头相连；所述进水电磁阀之前的进水管路上旁通有另一支路，该支路的另一端与热水胆的进水口连接，该支路上还设有杀菌电磁阀。
上述技术方案，加热罐的储水量较小，并且出温水时立刻补入凉水，导致输出的温水温度不稳定，并且输出温水需要等待加热罐内的水烧开、效率有提升空间。
另外，上述技术方案在快速、准确地输出设定温度的温开水方面，仍有提升空间。
发明内容
本发明的一个目的在于，解决或者缓解上述技术问题。
本发明采取的手段为，一种智能调温的温开水饮水机，其包括低温容器、加热容器、热交换装置、混合出水部以及智能控制器；低温容器设置有低温容器入口以及低温容器出口；加热容器设置有加热容器入口以及加热容器出口；热交换装置包括热交换内层以及包围热交换内层的热交换外层；低温容器出口连接有与智能控制器电性连接的低温输送装置，混合出水部连接有与智能控制器电性连接混合输送装置；低温容器出口通过低温输送装置以及热交换外层与加热容器入口连通，加热容器出口通过热交换内层以及混合输送装置与混合出水部连通；加热容器内设置有加热装置；智能控制器电性连接有低温温度探头以及混合温度探头；低温温度探头设置在低温容器内，混合温度探头设置在混合出水部、混合输送装置之间。
本发明能够快速、准确地输出设定温度T的温开水。
进一步的技术方案，加热容器内设置有与智能控制器电性连接的加热温度探头。
本发明采取的手段为，智能调温控制方法，使用上述智能调温的温开水饮水机，其包括以下步骤，
向智能控制器(8)输入设定温度T，智能控制器(8)存储该设定温度T；
智能控制器(8)获取初始的混合水实测温度t，并且设定初始的可变间歇时间M；同时智能控制器8控制低温输送装置(121)以初始的运行脉冲运行，所述运行脉冲为固定启动时间G加上可变间歇时间M，固定启动时间G时低温输送装置121运行，可变间歇时间M时低温输送装置(121)停止；
每次混合水实测温度间隔S后获取混合水实测温度t，并根据本次混合水实测温度t调整下一次的可变间歇时间M。
进一步的技术方案，当设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值小于温度差阈值的上限值、且大于温度差阈值的下限值时，所述根据本次混合水实测温度t调整下一次的可变间歇时间M的方式为，下一次的可变间歇时间M，等于本次的可变间歇时间M减去前一次的可变间歇时间M的绝对值，乘以设定温度T与本次的混合水实测温度t之差，除以本次混合水实测温度t与前一次的混合水实测温度t之差的绝对值，再加上本次的可变间歇时间M。
能够快速、准确地输出设定温度T的温开水。
进一步的技术方案，当设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值小于等于温度差阈值的下限值时，可变间歇时间M保持不变。
进一步的技术方案，所述温度差阈值的下限值为0.5摄氏度。
进一步的技术方案，当设定温度T与混合水实测温度t之差大于等于温度差阈值的上限值时，可变间歇时间M设置为零。
进一步的技术方案，所述温度差阈值的上限值为12摄氏度。
进一步的技术方案，固定启动时间G为3秒，可变间歇时间M初始值为0.25秒。
进一步的技术方案，混合水实测温度间隔S为10秒。
附图说明
图1是第一实施例的智能调温的温开水饮水机的简图。
图2是第一实施例的智能调温的温开水饮水机的电气部分的简图。
图3是第二实施例的智能调温的温开水饮水机的简图。
图4是第二实施例的智能调温的温开水饮水机的电气部分的简图。
低温容器1；低温容器入口11；低温容器出口12；低温输送装置121；流量调节阀122；低温水位传感器14；有水传感器141；满水传感器142；预处理装置19；加热容器2；加热容器入口21；入口下延伸管211；加热容器出口22；高温出水部229；加热装置23；加热水位传感器24；低位传感器241；高位传感器242；极限传感器249；热交换装置3；热交换外层31；热交换内层32；混合出水部4；混合输送装置41；温度传感器5；低温温度探头51；加热温度探头52；混合温度探头54；智能控制器8。
具体实施方式
下面将对照说明书附图，对本发明的具体实施方式进行说明。
作为具体的实施例，第一实施例的智能调温的温开水饮水机，其包括低温容器1、加热容器2、热交换装置3、混合出水部4以及智能控制器8。智能控制器8为具备计算功能的电控装置，比如为设置有MCU以及触摸屏等的电路板。
低温容器1设置有低温容器入口11以及低温容器出口12。低温容器1用于温度低于加热容器2内水温度的水。通常，低温容器1内的低温容器入口11连接有预处理装置19，预处理装置19为用于对水进行过滤等预处理的装置，比如为预处理装置19常规的RO制水系统。通常，低温容器1还设置有用于将其内较低温度水输出的水阀(附图未画出)。
加热容器2设置有加热容器入口21以及加热容器出口22。
热交换装置3包括热交换内层32以及包围热交换内层32的热交换外层31。
低温容器出口12连接有与智能控制器8电性连接的低温输送装置121，混合出水部4连接有与智能控制器8电性连接混合输送装置41。低温容器出口12、混合输送装置41均为常规的水泵等。
低温容器出口12通过低温输送装置121以及热交换外层31与加热容器入口21连通，加热容器出口22通过热交换内层32以及混合输送装置41与混合出水部4连通。需要说明的是，热交换外层31、热交换内层32也可以反过来设置，即低温容器出口12通过低温输送装置121、热交换内层32与加热容器入口21连通，加热容器出口22通过热交换外层31以及混合输送装置41与混合出水部4连通。通常，加热容器出口22还设置有高温出水部229，高温出水部229为水阀，其打开后能够将加热容器2内较高温度的水、比如开水输出。低温容器出口12上还可以设置有流量调节阀122，流量调节阀122位于低温输送装置121之后而靠近加热容器2，流量调节阀122可以是机械阀；能够通过其的调流速来调节加热与进水比例，使加热容器2水温更稳定，还能一定程度实现防止开水回流止回等而保护低温输送装置121及低温容器1。
加热容器2内设置有加热装置23。
本发明的实施例的智能调温的温开水饮水机，整体储水量较大，并且如后述，有利于稳定控制温水温度。
作为具体的实施方式之一，本发明的实施例的智能调温的温开水饮水机，还包括与智能控制器8电性连接的加热水位传感器24，加热水位传感器24包括低位传感器241以及高位传感器242。通常，加热水位传感器24还包括极限传感器249，以检测加热容器2内的最高极限水位，防止加热容器2内水过多而外溢。加热装置23为常规的电热管等。加热水位传感器24为能够检测水位的装置，比如加热水位传感器24为电极，其接触水后通电而能够产生相应地电信号，当然，加热水位传感器24也可以为其他类型的水位传感器。当加热容器2内水的水位低于低位传感器241时，智能控制器8控制低温输送装置121启动，低温容器1内的水从入口下延伸管211进入加热容器2直至水位上升到达高位传感器242的同时，智能控制器8控制加热装置23启动，能够快速地对加热容器2内的水加热，并且水位至低位传感器241时加热装置23启动开始加热，能够防止加热装置23干烧，比较安全。
作为具体的实施方式之一，本发明的实施例的智能调温的温开水饮水机，加热容器入口21向下延伸形成入口下延伸管211；入口下延伸管211的出口低于加热装置23，加热装置23低于加热容器出口22。低温容器1内的水从入口下延伸管211流出自加热装置23的下方而被加热，能够实现对加热容器2内的水分层加热，确保加热容器2内温度均匀。
作为具体的实施方式之一，还包括温度传感器5，温度传感器5包括加热温度探头52，加热容器2内设置有与智能控制器8电性连接的加热温度探头52，加热温度探头52低于低位传感器241。能够确认并控制加热容器2内水的温度，确保加热容器2内的水烧开。
本发明的实施例的高温杀菌方法，其包括以下步骤，
向智能控制器8发送高温杀菌的指令，智能控制器8控制混合出水部4以及混合输送装置41开启、低温输送装置121为无法向加热容器2供水的状态；该步骤中热交换外层31、热交换内层32之间无热交换，接近100℃的水流经过热交换内层32以及混合出水部4而对两者杀菌。
向智能控制器8结束高温杀菌的指令(比如杀菌一端时间，或通过按钮发送结束指令)，智能控制器8控制低温输送装置121恢复为能够向加热容器2供水的状态；混合出水部4和混合输送装置41打开的同时低温输送装置121启动而向加热容器2补水。该过程中，低温容器1内的水流经热交换外层31、与热交换内层32及其内的水进行热交换而温度提升后，从加热容器入口21流入加热容器2，而从混合出水部4输出的水在流经热交换内层32时被热交换外层31内的水冷却，能够较快速地从混合出水部4输出凉白开(通常是指35℃-45℃的开水)。混合出水部4打开的同时低温输送装置121启动向加热容器2补水的过程中，低温输送装置121的流量小于等于混合出水部4的流量。混合出水部4出温水的过程中，低温容器1向加热容器2同时补水，但因低温输送装置121的流量小于等于混合出水部4的流量，加热容器2内的热水存量逐渐减小或持平，能够确保加热容器2内的热水不会外溢而比较安全。虽然加热容器2内热水温度略微降低，但混合出水部4连续出温水的时间一般不长，因此可以忽略该温度降低。并且，也可以通过启动加热装置23补偿该温度降低。当然，优选方案是低温输送装置121的流量等于混合出水部4的流量，以便于控制混合出水部4的出水温度，以及通过启动加热装置23补偿温度降低。
作为具体的实施方式之一，所述无法向加热容器2供水的状态包括，低温输送装置121将热交换外层31内水抽回低温容器1；并且加热容器入口21高于高位传感器242(即无入口下延伸管211)，加热容器2与外界连通。加热容器入口21高于高位传感器242，加热容器2与外界连通，允许杀菌时低温输送装置121将热交换外层31内水抽回低温容器1而无水，仅热交换内层32被加热，热交换内层32能够较快地到达100℃，进而能够提高杀菌效果及效率。
第二实施例。
如图3、4所示，第二实施例的智能调温的温开水饮水机，与第一实施例的不同之处在于低温容器出口12上没有设置有流量调节阀122。虽然图3中未显示预处理装置19，但本实施例中低温容器1内的低温容器入口11连接有预处理装置19。
温度传感器5还包括低温温度探头51以及混合温度探头54；低温温度探头51、混合温度探头54分别与智能控制器8电性连接。
低温温度探头51设置在低温容器1内，能够测量低温容器1内水的温度。
混合温度探头54设置在混合出水部4、混合输送装置41之间，通常，混合温度探头54非常靠近混合出水部4，能够测量混合出水部4所输出的调温后水的温度，即通过混合温度探头54测量获取混合水实测温度t。
智能调温方法，包括以下步骤：
向智能控制器8输入设定温度T，智能控制器8存储该设定温度T。智能控制器8电性连接有触摸屏或按键等，从而能够向智能控制器8输入设定温度的信息。
智能控制器8获取初始的混合水实测温度t，并且设定初始的可变间歇时间M；同时智能控制器8控制低温输送装置121以初始的运行脉冲运行，所述运行脉冲为固定启动时间G加上可变间歇时间M(容易理解，固定启动时间G、可变间歇时间M均为初始值。由于固定启动时间G不变，固定启动时间G的初始值将一直保持)，固定启动时间G时低温输送装置121运行，可变间歇时间M时低温输送装置121停止。由于加热温度探头52检测到加热容器2内水温度低于一定温度时，智能控制器8控制加热装置23启动而对加热容器2内水加热，因此加热容器2内水的温度能够保持在100摄氏度左右。
每次混合水实测温度间隔S后获取混合水实测温度t，并根据本次混合水实测温度t调整下一次的可变间歇时间M。
由于加热容器2内的水通常为较高温度，比如为接近100摄氏度的温度；因此所需温开水(混合水)的温度(即设定温度T)，一般为低于或等于加热容器2内的水的温度。在所述智能调温控制方法进行的过程中，混合水实测温度t的变化为由高变低(即由加热容器2内的水的较高温度接近设定温度T)的变化；因此设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值也由大变小，使得设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值依次经过大于等于温度差阈值的上限值的区间、温度差阈值的上限值和下限值之间的区间、小于温度差阈值的下限值的区间。当然，容易理解，设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值并非必定经过上述三个区间，比如，当所需温开水的温度(即设定温度T)比较接近加热容器2内的水的温度时或其他情况，会导致设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值直接落入温度小于温度差阈值的下限值的区间，而没有经过大于等于温度差阈值的上限值的区间、温度差阈值的上限值和下限值之间的区间。当然，设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值也可以仅依次经过温度差阈值的上限值和下限值之间的区间、小于温度差阈值的下限值的区间。
作为具体的实施方式之一，当设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值小于温度差阈值的上限值、且大于温度差阈值的下限值时，所述根据本次混合水实测温度t调整下一次的可变间歇时间M的方式为，下一次的可变间歇时间M，等于本次的可变间歇时间M减去前一次的可变间歇时间M的绝对值，乘以设定温度T与本次的混合水实测温度t之差，除以本次混合水实测温度t与前一次的混合水实测温度t之差的绝对值，再加上本次的可变间歇时间M。本次为第n次，次数作为脚标的公式如下：Mn+1=Mn+|Mn-Mn-1|*(T-tn)/|tn-tn-1|。当M≤0时视为M=0，混合出水部4所出混合水的温度能够快速达到最小的设定温度T，另外，可变间歇时间M越大，混合出水部4所出混合水的温度能够快速达到最大的设定温度T(比如接近开水的温度)。换言之，能够快速、准确地输出设定温度T的温开水(混合水)。
作为具体的实施方式之一，当设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值小于等于温度差阈值的下限值时，可变间歇时间M保持不变。
作为具体的实施方式之一，所述温度差阈值的下限值为0.5摄氏度。
作为具体的实施方式之一，当设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值大于等于温度差阈值的上限值时，可变间歇时间M设置为零。所述温度差阈值的上限值为12摄氏度。
作为具体的实施方式之一，固定启动时间G为3秒，可变间歇时间M初始值为0.25秒。
作为具体的实施方式之一，混合水实测温度间隔S为10秒。如在本发明中使用用语：第一、第二等，不表示任何顺序、量或重要性，仅是用于区分。
如在本发明中使用用语：一个、一种等，不表示数量的限制，而是表示至少一个提到的对象的存在。
如在本发明中使用指示方位或位置的用语：顶部、底部、侧部、纵向、横向、中间、中心、外、内、水平、竖直、左、右、上方、下方等，意指反映相对位置，而非绝对位置。
如在本发明中使用的用语：大致、整体、近似、相近等，是为了指出存在特征但允许一定偏差的限定用语。允许一定偏差的量可取决于特定背景而变化；例如，针对尺寸的偏差、可取决于的特定背景包括但不限于尺寸公差的相关标准。
Claims (9)
1.一种智能调温的温开水饮水机，其包括低温容器(1)、加热容器(2)、热交换装置(3)、混合出水部(4)以及智能控制器(8)；低温容器(1)设置有低温容器入口(11)以及低温容器出口(12)；加热容器(2)设置有加热容器入口(21)以及加热容器出口(22)；
其特征是，热交换装置(3)包括热交换内层(32)以及包围热交换内层(32)的热交换外层(31)；低温容器出口(12)连接有与智能控制器(8)电性连接的低温输送装置(121)，混合出水部(4)连接有与智能控制器(8)电性连接混合输送装置(41)；低温容器出口(12)通过低温输送装置(121)以及热交换外层(31)与加热容器入口(21)连通，加热容器出口(22)通过热交换内层(32)以及混合输送装置(41)与混合出水部(4)连通；加热容器(2)内设置有加热装置(23)；智能控制器(8)电性连接有低温温度探头(51)以及混合温度探头(54)；低温温度探头(51)设置在低温容器(1)内，混合温度探头(54)设置在混合出水部(4)、混合输送装置(41)之间；
所述智能调温的温开水饮水机用于实现智能调温控制方法，所述智能调温控制方法包括以下步骤，
向智能控制器(8)输入设定温度T，智能控制器(8)存储该设定温度T；
智能控制器(8)获取初始的混合水实测温度t，并且设定可变间歇时间M初始值；同时智能控制器8控制低温输送装置(121)以初始的运行脉冲运行，所述运行脉冲为固定启动时间G加上可变间歇时间M，固定启动时间G时低温输送装置(121)运行，可变间歇时间M时低温输送装置(121)停止；
每次混合水实测温度间隔S后获取混合水实测温度t，并根据本次混合水实测温度t调整下一次的可变间歇时间M；
当设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值小于温度差阈值的上限值、且大于温度差阈值的下限值时，所述根据本次混合水实测温度t调整下一次的可变间歇时间M的方式为，下一次的可变间歇时间M，等于本次的可变间歇时间M减去前一次的可变间歇时间M的绝对值，乘以设定温度T与本次的混合水实测温度t之差，除以本次混合水实测温度t与前一次的混合水实测温度t之差的绝对值，再加上本次的可变间歇时间M。
2.根据权利要求1所述的智能调温的温开水饮水机，其特征是，加热容器(2)内设置有与智能控制器(8)电性连接的加热温度探头(52)。
3.智能调温控制方法，使用智能调温的温开水饮水机，所述智能调温的温开水饮水机包括低温容器(1)、加热容器(2)、热交换装置(3)、混合出水部(4)以及智能控制器(8)；低温容器(1)设置有低温容器入口(11)以及低温容器出口(12)；加热容器(2)设置有加热容器入口(21)以及加热容器出口(22)；热交换装置(3)包括热交换内层(32)以及包围热交换内层(32)的热交换外层(31)；低温容器出口(12)连接有与智能控制器(8)电性连接的低温输送装置(121)，混合出水部(4)连接有与智能控制器(8)电性连接混合输送装置(41)；低温容器出口(12)通过低温输送装置(121)以及热交换外层(31)与加热容器入口(21)连通，加热容器出口(22)通过热交换内层(32)以及混合输送装置(41)与混合出水部(4)连通；加热容器(2)内设置有加热装置(23)；智能控制器(8)电性连接有低温温度探头(51)以及混合温度探头(54)；低温温度探头(51)设置在低温容器(1)内，混合温度探头(54)设置在混合出水部(4)、混合输送装置(41)之间；其特征是，其包括以下步骤，
向智能控制器(8)输入设定温度T，智能控制器(8)存储该设定温度T；
智能控制器(8)获取初始的混合水实测温度t，并且设定可变间歇时间M初始值；同时智能控制器8控制低温输送装置(121)以初始的运行脉冲运行，所述运行脉冲为固定启动时间G加上可变间歇时间M，固定启动时间G时低温输送装置(121)运行，可变间歇时间M时低温输送装置(121)停止；
每次混合水实测温度间隔S后获取混合水实测温度t，并根据本次混合水实测温度t调整下一次的可变间歇时间M；当设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值小于温度差阈值的上限值、且大于温度差阈值的下限值时，所述根据本次混合水实测温度t调整下一次的可变间歇时间M的方式为，下一次的可变间歇时间M，等于本次的可变间歇时间M减去前一次的可变间歇时间M的绝对值，乘以设定温度T与本次的混合水实测温度t之差，除以本次混合水实测温度t与前一次的混合水实测温度t之差的绝对值，再加上本次的可变间歇时间M。
4.根据权利要求3所述的智能调温控制方法，其特征是，当设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值小于等于温度差阈值的下限值时，可变间歇时间M保持不变。
5.根据权利要求3所述的智能调温控制方法，其特征是，所述温度差阈值的下限值为0.5摄氏度。
6.根据权利要求4所述的智能调温控制方法，其特征是，当设定温度T与混合水实测温度t之差的绝对值大于等于温度差阈值的上限值时，可变间歇时间M设置为零。
7.根据权利要求3所述的智能调温控制方法，其特征是，所述温度差阈值的上限值为12摄氏度。
8.根据权利要求3所述的智能调温控制方法，其特征是，固定启动时间G为3秒，可变间歇时间M初始值为0.25秒。
9.根据权利要求3所述的智能调温控制方法，其特征是，混合水实测温度间隔S为10秒。
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