CN207674745U - 精准温控系统及热水装置 - Google Patents

Abstract

本申请的精准温控系统的控制器通过温度传感器所感测的温度、流量调节阀的流量的综合参数，调节向加热单元输入的电流，从而使得加热单元具有不同的加热功率，按需控制加热功率从而达到对水温的精确控制。本申请的热水装置通过在进水口和出水口之间的连通管道上加设精准温控系统，对流经连通管道的水进行即时加热而后直接由出水口流出，省去了内置或外置的水箱，实现了对水温的精确控制，且水能够做到即出即用，不会因由水壶向茶壶中添加而影响水温，出水的水温更精准。同时由于热水装置中的残余的水只在管道中，残余水的储量大幅度的减少了，是一种无二次水污染、水温控制更精确、减少水残余的热水装置。

Description

精准温控系统及热水装置

技术领域

本申请涉及热水设备领域，具体而言，涉及精准温控系统及热水装置。

背景技术

开水机一般是用于家庭、办公室、学校等，配合净水设备使用，其中内置蓄水PE水箱，清洁的水提前放在PE水箱，再通过加热胆加热，从而制得热水和常温水供人饮用。开水机需通过内置的水箱对水进行加热。

泡茶机是品茶、泡茶的精品小家电、快捷好帮手。可以自动将饮水桶内的水抽到水壶内进行加热或者烧开，具有实现对不同茶叶进行不同水温的智能加热功能，水温从45到99摄氏度之内任意设定。泡茶机的茶壶需通过外置的水壶盛水后对水进行加热。

现有的开水机和泡茶机均存在对水温控制不精准的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种温度控制精准的精准温控系统和一种无二次水污染、水温控制更精确、减少水残余的热水装置。

本申请提供如下技术方案：精准温控系统，包括电性连接的控制器及温度传感器，所述精准温控系统还包括加热单元和流量传感器，所述加热单元和所述流量传感器分别与所述控制器电性连接；根据所述温度传感器感测的水温和所述流量传感器所感测的流量，所述控制器调节向所述加热单元的供电电流。

在示例性实施例中，所述流量传感器包括水流转子组件和霍尔元件，所述霍尔元件将所述水流转子的转动转换为电流信号反馈给所述控制器；所述水流转子组件的转速与流量的大小呈正比。

在示例性实施例中，所述水流转子组件包括磁性转子和制动环，所述磁性转子将水的流量传递给所述霍尔元件从而转换成电信号，所述制动环在水的流量为0时控制所述磁性转子停止转动。

在示例性实施例中，所述流量传感器感测到的流量为0或低于控制器中预设的流量时，所述控制器停止向所述加热单元输入电流。

在示例性实施例中，水流经所述流量传感器和所述温度传感器后流向所述加热单元。

在示例性实施例中，所述加热单元为带有厚膜电路的流道型加热单元。

作为对上述技术方案的进一步延伸，本申请还提供：热水装置，包括热水装置本体，所述热水装置本体上设有进水口和出水口，所述热水装置还包括上述的精准温控系统；所述进水口和所述出水口通过连通管道连通，所述温度传感器、所述加热单元和所述流量传感器设于所述连通管道上。

在示例性实施例中，所述热水装置为泡茶机。

在示例性实施例中，所述热水装置为台式热水机或壁挂式热水机。

在示例性实施例中，所述加热单元靠近所述出水口设置。

本申请与现有技术相比，具有如下优点：本申请的精准温控系统及开水机的控制器通过温度传感器所感测的温度、流量调节阀的流量的综合参数，调节向加热单元输入的电流，从而使得加热单元具有不同的加热功率，按需控制加热功率从而达到对水温的精确控制。

本申请的热水装置的进水口直接与净水机或自来水管等水源连通，出水口用于出水。通过在进水口和出水口之间的连通管道上加设精准温控系统，对流经连通管道的水进行即时加热而后直接由出水口流出，省去了内置或外置的水箱，实现了对水温的精确控制。在省去了反复对水箱进行加水的反复步骤的同时避免了对水的二次污染的发生。且水能够做到即出即用，不会因由水壶向茶壶中添加而影响水温，出水的水温更精准。同时由于热水装置中的残余的水只在管道中，残余水的储量大幅度的减少了，是一种无二次水污染、水温控制更精确、减少水残余的热水装置。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请实施例1所提供的精准温控系统的原理图；

图2示出了本申请实施例1所提供的精准温控系统的模块图；

图3示出了本申请实施例2所提供的泡茶机的整体结构轴测图；

图4示出了本申请实施例2所提供的泡茶机的内部结构示意图；

图5示出了本申请实施例2所提供的台式热水机的整体结构轴测图；

图6示出了本申请实施例2所提供的台式热水机的内部结构示意图。

图标：1-热水装置；10-精准温控系统；101-控制器；102-加热单元；103- 温度传感器；104-流量传感器；1041-水流转子组件；10411-磁性转子；10412- 制动环；1042-霍尔元件；20-热水装置本体；30-连通管道。

具体实施方式

在下文中，将结合附图更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。因此，将参照在附图中示出的特定实施例更详细地描述本公开。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。结合附图的描述，同样的附图标号标示同样的元件。

在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本公开的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A 或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

下面结合附图，对本申请的具体实施方式作详细说明。

实施例1

图1示出了精准温控系统10的原理图。本实施例提供精准温控系统10，精准温控系统10包括控制器101、加热单元102、温度传感器103和流量传感器104，加热单元102、温度传感器103和流量传感器104分别与控制器101电性连接并由控制器101分别供电。

加热单元102是一种发热元件，通过控制器101对其不同的输入电流，从而具有不同的发热功率，不同发热功率的加热单元102在单位时间内对水的加热程度不同。温度传感器103用于感测水温，将水温信号转换成电流信号反馈给控制器101。流量传感器104用于感测水的流量，将流量信号转换成电流信号反馈给控制器101。

由公式Q_吸＝C*m*△T＝Q_放＝I²Rt可知，如预设加热水温为94℃，测得的水温为14℃，则需加热的上升温度为80°。通过上升该温度所需的能量 (Q)、流过加热单元102的水的体积(V)/质量(m)以及水流过加热单元102的时长(T)来计算出上升该温度所需的加热单元102的加热功率(P)。通过在控制器101内预设的计算程序，来计算出控制器101对加热单元102 的输出电流的大小，从而使得加热单元102具有不同的加热功率，对流经加热单元102的水的输出水温的控制更加精确。

由公式Q_吸＝C*m*△T＝Q_放＝I²Rt可知，除了加热前的水温对加热单元 102的功率有影响以外，流经加热单元102的流量对加热单元102的功率也有一定的影响。通过流量传感器104测得水的流量，流经流量传感器104 的水流量与流经加热单元102的水的流量相等，即为测得了加热单元102 上的流量。通过温度传感器103和流量传感器104所检测的参数实现对加热单元102的功率的精确控制，从而实现对出水温度的精确控制。

加热单元102的加热功率由水温和水流量两种因素影响，通过温度传感器103感测的温度和流量传感器104测得的流量反馈给控制器101，从而使得控制器101控制加热单元102的发热功率。

当流量传感器104感测到的水的流量为0或低于控制器101中预设的流量时，控制器101停止向加热单元102供电，从而停止加热，这种设置的优点在于，采用本精准温控系统10的设备具有防干烧的特性，一方面能够防止设备因干烧发生损毁，避免因干烧而造成的起火的隐患，另一方面避免了因干烧而造成的不必要的能量的损耗。

图2示出了精准温控系统10的模块图。

本实施例中，流量传感器104包括水流转子组件1041和霍尔元件1042。水流转子组件1041包括磁性转子10411和制动环10412。当水流经水流转子组件1041时，推动水流转子组件1041的磁性转子10411转动，磁性转子10411在转动时不同的磁极靠近霍尔元件1042使霍尔元件1042导通，离开时霍尔元件1042断开。由此，可以测量出转子的转速，转子的转速与水的流量成正比，转子每一转的排量为定量的，因而可以将感测到的转子的转速换算成水的流量。

水流转子的制动环10412在水流量为0时控制磁性转子10411停止转动。由于磁性转子10411在转动时具有惯性，在水流量为0时，不能及时的停止转动，从而对控制器101发出错误的信号，使得控制器101误检测到还有流量，从而使得控制器101继续控制加热单元102加热，一方面使的精准温控系统10的温控不精确，另一方面则会引起干烧，造成能量的损失。

制动环10412上可以设置水压传感器，当制动环10412上的水压传感器感测不到水压时，说明水流量为0，此时制动环10412工作控制磁性转子 10411停止转动，终止脉冲信号输出，控制器101接收不到脉冲信号，立即停止向加热单元102供电，切断电源。从而缩短精准温控系统10的反应时间，提高精准温控系统10的温控精准性。

另外，由于流量传感器104中设有永磁材料，磁性转子10411，在磁性转子10411转动切割磁感线时将水磁化，从而使得水中的含氧量增加，使得人在使得精准温控系统10加热出来的水沐浴后感觉更加清爽。

本实施例中，加热单元102为厚膜流道型的加热单元102，加热单元 102中设有弯曲的加热流道，加热流道的截面相等且加热功率均匀，加热流道贯穿于厚膜流道型的加热单元102。采用弯曲的加热流道的厚膜流道型的加热单元102具有体积小，加热面积大，加热效率高的特点，节省厚膜流道型的加热单元102的安装空间。

另外采用稀土厚膜电路作为加热单元102的加热电路，经测试稀土厚膜的表面加热速度可达200-300℃/s，这是传统的加热元件所不能达到的。在稀土厚膜电路制备过程中，添加致密的介质浆料作为绝缘层，表面不导电，具有防触电的特点，安全可靠。由于稀土厚膜电路电热元件的功率密度为40～60W/cm²，是传统电热材料的4-6倍，加热元件体积小，节省安装空间。稀土厚膜电路电热元件不氧化，使用寿命可达一万小时以上，安全可靠，和传统电热元件相比节能达30％。

水流经流量传感器104和温度传感器103后流向加热单元102。先对流入到加热单元102中的水温进行检测，是对温控进行精准控制的充分必要条件，通过感测流入到加热单元102的水温和所需加热水温的温差来控制加热单元102的加热功率。将水流传感器设于加热单元102之前，使得较低温度的水流经水流传感器，防止流量传感器104在高温条件下工作而造成流量传感器104的损坏以及水流检测不灵敏，延长流量传感器104的使用寿命。

实施例2

图3示出了热水装置1(泡茶机)的整体结构轴测图。图4示出了热水装置1(泡茶机)的内部结构示意图。

本实施例提供一种热水装置1，它包括热水装置本体20，热水装置本体20上设有进水口和出水口，热水装置1还包括实施例1中的精准温控系统10。进水口和出水口通过连通管道30连通，温度传感器103、加热单元 102和流量传感器104设于连通管道30上，并分别与连通管道30连通。

上述，本热水装置1可以作为日常用水或饮水的加热装置，是一种管线热水装置1，进水口直接与净水机或自来水管的水源连通，出水口用于出水。通过在进水口和出水口之间的连通管道30上加设加热单元102，从而做到对流经连通管道30的水进行即时加热而后直接由出水口流出，省去了内置或外置的水箱，在省去了反复对水箱进行加水的反复步骤的同时避免了对水的二次污染的发生。且水能够做到即出即用，不会因由水壶向茶壶中添加而影响水温，出水的水温更精准。同时由于热水装置1中的残余的水只在连通管道30中，残余水的储量大幅度的减少了。

热水装置1包括精准温控系统10，从而使得热水装置1同样具有精准的温控性能。将加热单元102靠近出水口设置，尽可能的减小了加热后的水的传输长度，最大化的减少了水在传输时的热量损失，出水水温与加热单元102加热出的水温几乎相等，对于出水水温的调控更加精确，同时能量的损失更小，达到了节能的效果。

本实施例中，热水装置1为泡茶机，热水装置本体20为泡茶机本体。泡茶机本体上还可以设有控制面板，通过控制面板来实现对控制器101的控制，如设定出水温度等，控制出水口的出水。

控制面板上设有开关，开关开启时，控制器101、温度传感器103、流量传感器104和加热单元102开始工作。此时控制器101得到了预设的水温指令，温度传感器103感测到初始水温并反馈给控制器101。热水装置本体20中的水产生流动，流量传感器104感测到水的流量并反馈给控制器 101。通过流量传感器104和温度传感器103向控制器101反馈的参数，控制器101经过计算向加热单元102输入计算得出的电流，通过改变供给电流的大小，来改变加热单元102的加热功率，从而改变出水温度，达到对出水水温的精确控制。

请一并参阅图5和图6，在另一实施例中，加热装置为台式热水机或壁挂式热水机，加热装置本体为台式热水机本体或壁挂式热水机本体，热水机的工作原理与泡茶机的工作原理类似，在此不赘述。

需要说明的是，本精准温控系统10除了可以应用于热水装置1以外，还可以用于其它具有水加热功能的电器中，其具有精准的温控性能，防干烧性能，使用更安全。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.精准温控系统，包括电性连接的控制器及温度传感器，其特征在于，

所述精准温控系统还包括加热单元和流量传感器，所述加热单元和所述流量传感器分别与所述控制器电性连接；

根据所述温度传感器感测的水温和所述流量传感器所感测的流量，所述控制器调节向所述加热单元的供电电流；

所述流量传感器包括水流转子组件和霍尔元件，所述霍尔元件将所述水流转子的转动转换为电流信号反馈给所述控制器，所述水流转子组件的转速与流量的大小呈正比；

所述水流转子组件包括磁性转子和制动环，所述磁性转子将水的流量传递给所述霍尔元件从而转换成电信号，所述制动环在水的流量为0时控制所述磁性转子停止转动。

2.根据权利要求1所述的精准温控系统，其特征在于，所述流量传感器感测到的流量为0或低于控制器中预设的流量时，所述控制器停止向所述加热单元输入电流。

3.根据权利要求1所述的精准温控系统，其特征在于，水流经所述流量传感器和所述温度传感器后流向所述加热单元。

4.根据权利要求1所述的精准温控系统，其特征在于，所述加热单元为带有厚膜电路的流道型加热单元。

5.热水装置，包括热水装置本体，所述热水装置本体上设有进水口和出水口，其特征在于，所述热水装置还包括如权利要求1-4中任一项所述的精准温控系统；

所述进水口和所述出水口通过连通管道连通，所述温度传感器、所述加热单元和所述流量传感器设于所述连通管道上。

6.根据权利要求5所述的热水装置，其特征在于，所述热水装置为泡茶机。

7.根据权利要求5所述的热水装置，其特征在于，所述热水装置为台式饮水机或壁挂式饮水机。

8.根据权利要求5所述的热水装置，其特征在于，所述加热单元靠近所述出水口设置。