TW201940112A - 用以加熱及冷卻液體的系統 - Google Patents

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Abstract

本發明一般係有關於一種用以產生一冷卻之液體及一加熱之液體的設備。此種系統可以一單一設備的形式實行，此單一設備係裝配，以配送冷水及接近沸騰之水來供人飲用。在本發明之一形式中，提出一種系統，用以加熱及冷卻一液體，此系統包括：一液體冷卻單元，包括一加熱輸出元件，及一第一液體加熱裝置，裝配以容納及加熱液體。第一液體加熱裝置係裝配，以保持液體之一第一主體於加熱輸出元件附近，使得液體係加熱，及一溫度梯度係更形成及維持於液體之第一主體中。

Description

用以產生冷卻及加熱之液體的能量儲存系統
本發明一般係有關於用以產生一冷卻之液體及一加熱之液體的系統之領域。此些系統可以一單一設備的形式實行，此單一設備係裝配，以配送冷水及接近沸騰之水來供人飲用。特別是，本發明可以電動工作台上(on-bench)或工作台下(under-bench)結合水加熱器及冷卻器之形式實施，但並非僅以此形式實施。
家用廚房及茶水間中所見的習知技藝之水加熱及冷卻單元類型係提供顯著的便利性。
藉由使用者簡單地啟動出口閥來經由流出口配送水，此些單元係提供立即使用的熱水來用於所需之咖啡及茶。一般來說，進入此單元中之城市用水係進入隔熱槽體，水係在隔熱槽體處以電阻線圈加熱。線圈之電加熱能力係設計，以足以容納一天內所需之熱水的預期量，及考量在喝茶及午餐時間所時常增加的需求。即便是非常完善設計的加熱器係仍消耗大量的能量，以確保在需要時可取得接近沸騰的水。當隔熱係使用來限制靜置(standing)熱損時，需間歇再加熱水來確保有需求時可取得足夠的熱水的必然結果將必然有一些熱損。在此技術領域中之問題係在所需時提供可取得的熱水，以及在利用減少之能量輸入的情況下提供可取得的熱水。
有關於冷水之供應，習知技藝的單元一般包括隔熱水槽體或實體蓄熱塊，藉由致冷系統蒸發器線圈進行冷卻。一般來說，包含致冷劑之冷卻迴路係設置，而從隔熱槽體中之水吸取熱能來為液態的壓縮致冷劑，及於製程中回到氣態。在伴隨釋放熱到大氣的情況下，氣態致冷劑係冷凝回到液態。為了有效率地操作冷凝器，釋放的熱必須傳送離開冷凝器，而此係時常藉由簡單之對流裝置或於一些例子中藉由風扇之協助達成。如果此單元係設置在狹窄的位置中(例如是碗櫥中)時，使來自冷凝器所傳送的熱達成最大化可能有一些困難。因此，在此技術領域中之問題係提供冷凝器操作中之改善效率。
本發明之一方面係藉由提供能夠利用較高的能量效率加熱及冷卻液體之系統來克服或減少習知技藝的一問題。其他方面係提供一系統，此系統係減少加熱到少於所需溫度之水配送到使用者的機率。其他方面係提供習知技藝之有用的替代方案。
文件(documents)、方法(acts)、材料、裝置、技術論文(articles)及類似者之討論係包括於此說明中來僅為了提供本揭露之內容的目的。沒有暗示或表示使任何或所有的此些事項係構成習知技藝基礎的一部份，或因其在本申請之各申請專利範圍的優先權日之前存在而為與本發明相關的領域中的公知常識。
於一第一方面中，但不必要為最廣泛的方面，本發明提出一種用以加熱及冷卻一液體的系統，此系統包括：一液體冷卻單元，包括一加熱輸出元件，及一第一液體加熱裝置，裝配以容納及加熱液體；其中第一液體加熱裝置係裝配，以保持液體之一第一主體於加熱輸出元件附近，使得液體係加熱，及一溫度梯度係更形成及維持於液體之第一主體中。
於第一方面之一實施例中，第一液體加熱裝置包括一第一容器，具有一底板及一牆，及加熱輸出元件係延伸至第一容器之內部中。
於第一方面之一實施例中，液體冷卻單元係為一冷凝器，及加熱輸出單元係為一冷凝器線圈。
於第一方面之一實施例中，冷凝器線圈係延伸第一容器中之大部份或實質上全部之液體深度。
於第一方面之一實施例中，溫度梯度係藉由液體之第一主體之一下區域中的一較低溫度，及液體之第一主體之一上區域中之一較高溫度定義。
於第一方面之一實施例中，系統更包括一液體入口，定位以供給液體之第一主體之一下區域中的液體。
於第一方面之一實施例中，第一容器具有一頂板。
於第一方面之一實施例中，系統包括致使或允許來自液體之第一主體之一上區域之液體離開的裝置。
於第一方面之一實施例中，致使或允許來自液體之第一主體之一上區域之液體(如果存在)離開的裝置係為一不連續部，位在頂板中或頂板附近，裝配以致使或允許來自第一容器之水離開。
於第一方面之一實施例中，不連續部係為牆及頂板之間的一空間，或頂板中之一孔。
於第一方面之一實施例中，系統包括一第二容器，裝配以容納液體之一第二主體，其中第一及第二容器係流體連通，以致使或允許液體之第一主體之液體通過至第二容器中。
於第一方面之一實施例中，第二容器係設置於第一容器之上方。
於第一方面之一實施例中，第一容器之頂板係形成第二容器之底板。
於第一方面之一實施例中，系統包括一加熱器，裝配以加熱由第二容器容納之液體的第二主體。
於第一方面之一實施例中，加熱器係裝配，以加熱液體之第二主體到至少約70°C，或到接近沸騰。
於第一方面之一實施例中，系統包括一單一槽體，裝配以維持液體之一第一主體及液體之一第二主體實質上分離，第二主體係設置於第一主體之上方，系統係裝配，使得來自第一主體之液體係致使或允許以一限制率移動至第二主體中，其中第一及第二主體係實質上彼此隔熱。
於第一方面之一實施例中， 其中在第一及第二主體之間的實質上彼此隔熱係由一擋板提供，以在仍致使或允許來自第一主體之液體以一限制率移動至第二主體中時，避免或禁止液體之第一及第二主體之大量混合。
於第一方面之一實施例中，在槽體之牆及擋板之一邊緣之間有一空間，擋板及空間之結合係在仍致使或允許來自第一主體之液體以一限制率移動至第二主體中時，避免或禁止液體之第一及第二主體之間的液體之大量混合。
於第一方面之一實施例中，擋板包括一加熱元件，裝配以加熱液體之第二主體。
於第一方面之一實施例中，加熱元件係裝配，以加熱液體之第二主體到至少約70°C，或到接近沸騰。
於第一方面之一實施例中，系統包括一液體出口，定位以致使或允許從液體之第一或第二主體抽取液體。
於第一方面之一實施例中，系統包括一配送流出口，流體連通於出口。
於第一方面之一實施例中，系統包括一熱水儲存槽體，流體連通於出口。
於第一方面之一實施例中，熱水儲存槽體包括一加熱器，裝配以加熱包含於其中的水到至少約70°C，或到接近沸騰。
於第一方面之一實施例中，系統包括一配送流出口，流體連通於熱水儲存槽體。
於第一方面之一實施例中，系統包括隔熱件，裝配以保留如果存在之熱能在系統之一槽體或一容器周圍。
於第一方面之一實施例中，隔熱件包括一閥、一螺線管(solenoid)、一準位感測器(level sensor)、一電開關、一排水管、一導管、一加熱器及一幫浦之任一者或多者，裝配以致使或允許：一輸入液體之引進以形成液體之第一主體，及預熱液體之第一主體。
於第一方面之一實施例中，系統具有液體之一第一主體及液體之一第二主體，及一閥、一螺線管、一準位感測器、一電開關、一加熱器、及一幫浦之任一者或多者，使得排水管、導管、及一幫浦、此閥、此螺線管、此準位感測器、此電開關、此加熱器、及此幫浦之此任一者或多者係裝配，以致使或允許從液體之第一主體至液體之第二主體的液體移動及更加熱液體之第二主體。
於第一方面之一實施例中，系統具有液體之一第一主體及液體之第二主體，及一閥、一螺線管、一準位感測器、一電開關、一加熱器、一排水管、一導管、及一幫浦之任一者或多者，此閥、此螺線管、此準位感測器、此電開關、此加熱器、此排水管、此導管、及此幫浦之此任一者或多者(如果存在)係裝配，以致使或允許從液體之第二主體至(i)一配送流出口或至(ii)用以儲存及選擇性再加熱之另一容器。
於第一方面之一實施例中，系統包括一資料處理器，裝配以接收輸入資料或訊號，及提供一輸出訊號或資料，此輸入資料或訊號係來自例如是一準位感測器或一開關之一輸入裝置，此輸出訊號或資料係提供，以啟動例如是一閥或一幫浦或一加熱器的一輸出裝置。
於第一方面之一實施例中，系統係以一單元之形式實行，此單元係裝配，以配送加熱或冷卻之水來作為一飲品。
於第一方面之一實施例中，系統包括一流出口，與使用者啟動裝置有關，裝配以從流出口配送所需之一加熱的液體或一冷卻的液體來作為一飲品。
於一第二方面，本發明包括一種取得一加熱之液體或一冷卻的液體來作為一飲品的方法，此方法包括啟動第一方面之系統之任一實施例的使用者啟動裝置之步驟。
於第二方面之一實施例中，加熱之液體或冷卻的液體係為水、或一不純的水、或一實質上含水溶液的一溶質、或一實質上含水懸浮物之一材料。為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
本說明通篇所指之「一實施例(one embodiment或an embodiment)」係意味有關於包括在本發明至少一實施例中之實施例之所述的特定特點、結構或特徵。因此，此說明通篇的數種位置中的用詞「一實施例中(in one embodiment)」或「一實施例中(in an embodiment)」之使用並非必須全部意指相同的實施例，但可以意指相同之實施例。再者，本揭露之領域中具有通常知識者會瞭解，一或多個實施例中的特定特點、結構或特徵可以任何方式結合。
類似地，應理解的是，在本發明之範例實施例的說明中，本發明之數種特徵係時常在單一實施例、其之圖式、或說明中組合在一起，而用於改善本揭露之目的且有助於瞭解一或多個不同之發明方面。然而，本揭露之此方法係不解釋為反應出所主張之本發明需要比各申請專利範圍中明確所述之更多特徵的意圖。如同下方申請專利範圍所反應，發明方面反而存在於少於單一前述所揭露的實施例之全部特徵。因此，在各申請專利範圍本身作為本發明之單獨實施例的情況下，詳細說明後之申請專利範圍係因而明確地併入此詳細說明中。
再者，當此處所述之一些實施例包括一些特徵，且此些特徵並非包括於其他實施例中的其他特徵時，此技術領域中具有通常知識者應瞭解，不同實施例之特徵的結合或來自不同實施例之特徵之結合係意欲包含於本發明之範疇中。
在下方之申請專利範圍及此處之說明中，任何一個用語「包括(comprising、comprised of或which comprises)」係為開放式用語，表示包括隨後之元件/特徵，但不排除其他元件/特徵。因此，名稱包括在使用於申請專利範圍中時應不詮釋為限定於隨後所列出之裝置或元件或步驟。舉例來說，一種包括步驟A及步驟B之方法的敘述的範疇應不限定於僅由步驟A及B構成之方法。此處所使用之任何一個用語「包括(including、which includes或that includes)」係亦為開放式用語，亦意味包括名稱後之元件/特徵，但不排除其他元件/特徵。因此，「包括(including)」係同義於且意指「包括(comprising)」。
再者，此並未表示全部實施例係展現出本發明的全部優點，即便有些實施例可展現出來。一些實施例係僅展現出一或數個優點。一些實施例可展現出未在此處所提出的優點。
在第一方面中，本發明提出一種用以加熱及冷卻一液體的系統，此系統包括：一液體冷卻單元，包括一加熱輸出元件，及一第一液體加熱裝置，裝配以容納及加熱液體；其中第一液體加熱裝置係裝配，以保持液體之一第一主體於加熱輸出元件附近，使得液體係加熱，及一溫度梯度係更形成及維持於液體之第一主體中。
申請者發現在用以在結合水加熱器/冷卻器單元之加熱迴路中預熱水之一裝置中建立溫度梯度係提供優點，較熱的水可從梯度之較高溫區域離開，而讓較冷之水有更多時間來在梯度之較低溫區域中加溫。從溫度梯度之較高溫區域離開的水可接著曝露於系統中之專用加熱器，而進一步增加溫度至接近沸騰之溫度。相較於不預熱水之情況，有鑑於水係預熱(從溫度梯度之較高溫區域離開)，專用加熱器係需耗費較少能量來致使水接近沸騰的溫度。
如此處所使用，名稱「接近沸騰的溫度」係意欲包括數個溫度，此些溫度為人類飲品消費者一般想要之飲品的溫度(在剛準備時)，或一般想要準備飲品的溫度。範例之溫度係至少約90、91、92、93、94、95、96、97、98及99°C。在許多商業可取得之加熱及冷卻水單元中所配送的熱水的溫度一般約為98°C。將理解的是，98°C之此溫度可根據任何特定應用的需求變化。
將理解的是，於一些例子中，可能需要較冷之飲品溫度。舉例來說，綠茶較佳地在低至72°C下沖泡。較低之溫度可藉由減少水加熱元件之恆溫器設定來達成，或較佳地藉由混合接近沸騰之水及較冷的水來達成，如下文更完整的說明。
第一液體加熱裝置可裝配，使得溫度梯度係藉由允許水由第一液體加熱裝置加熱來上升至液體中的上區域而被動地形成。將理解的是，第一液體加熱裝置係較佳地裝配，以避免或至少禁止其所容納之水混合來避免在溫度梯度中的干擾。
建立溫度梯度可藉由優先於下區域而加熱水之第一主體的上區域來建立。舉例來說，加熱輸出元件可設置於水之第一主體之上區域中，或加熱輸出元件可為能夠選擇地加熱水之第一主體的上區域。
在用以加熱及冷卻水之結合系統中，加熱輸出元件(加熱由第一液體加熱裝置容納之水的第一主體)可為使用於系統之冷卻迴路中之冷凝器的冷凝器線圈，及線圈之熱氣入口可設置於溫度梯度之上區域中，以快速地加熱在梯度之較高溫區域中的液體。在此方法中，較熱之預熱水係可輕易地取得，以抽取來在系統之專用加熱器中使用。
然而，在此配置中，藉由冷凝器線圈之熱氣所保留的大部份之汽化潛熱將提供至溫度梯度之下區域中的水，溫度梯度之下區域係存在較低溫之水於其中。基於傳送潛熱能量到在下區域中之水，水係加熱及將上升至梯度之上區域。
作為一替代方式來說，系統可裝配，使得在冷凝器線圈中之熱進入氣體係首先曝露於溫度梯度之下區域中的較低溫 的水，以快速加熱水及致使其上升到梯度之上區域。在此實施例中，在較少熱能可取得來升高溫度梯度之上區域中的水之溫度的情況下，冷凝器氣體所保有之汽化潛熱較早提供至水。
在上方概述之配置中，冷凝器線圈可橫越最多或實質上所有的溫度梯度，使得線圈之上區域係在溫度梯度之上區域中，及線圈之下區域係在溫度梯度之下區域中。
如將理解的是，從第一液體加熱裝置離開的熱水一般將由進水取代。一般來說，進水係由第一液體加熱裝置連接至主要城市用水供應器提供。較佳地，系統係裝配，使得進水不實質上干涉建立在水之第一主體中的溫度梯度。此目標一般將藉由裝配系統來引入進水(通常為環境溫度)至溫度梯度之下區域中來達成，溫度梯度之下區域中的水係在較低的溫度。引入環境溫度之水至溫度梯度之上區域中會降低梯度之ΔT。再者，環境之水(冷於上梯度區域中之熱水)會快速地下沈至下梯度區域中，因而不利地混合在上及下梯度區域中的水。
因此，到水之第一主體中的任何水入口係較佳地裝配，以最小化溫度梯度之干擾。舉例來說，入口可裝配，以限制進水的壓力。此外或替代的來說，入口可裝配，以實質上水平導引進水來限制在第一水主體中的垂直混合之總量。於一些情況中，系統可能需要包括用以抓取在進水中的任何空氣的裝置。進水中的空氣係有提供氣泡之傾向，而導致溫度梯度之顯著混合及破壞。
本系統可達成之在水的第一主體中的ΔT將至少某些程度決定於線圈提供之潛熱能量之總量、水之第一主體的體積、水之第一主體中之任何無意的混合、水之第一主體的深度、在任合時段中系統所配送之熱水的體積及類似者。於一些實施例中，本系統可達成之在水之第一主體中的ΔT係至少約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、48、49或50°C。
第一水加熱裝置之一目標係預熱水到至少某些範圍，以減少在接下來之加熱步驟的所需能量。當溫度梯度係提供充分加熱之水優先抽取(留下較未充分加熱之水以保持接觸冷凝器線圈，直到它亦充分加熱)之優點時，系統將還是提供即便是小ΔT亦達成之優點。較大之ΔT值係較佳的，然而，此係表示系統能夠提供在較高絕對溫度的水。如將理解的是，具有較低ΔT值之系統可在較低之溫度上限提供，因為集中熱於小體積之水中的能力較少。相較於在高ΔT值之系統中，水可於在較高之溫度上限提供，因為有較大能力來集中熱於小體積之水。
因此，在較高之ΔT之系統中，來自冷凝器之熱能係集中在溫度梯度之最上區域中之水的小體積中。具有高集中之熱(也就是高絕對溫度)的此水係通過至主加熱容器中，及在進入時對降低主加熱容器中之水的溫度之效應係更加地減少。
舉例來說，高ΔT之系統可為能夠預熱水至60°C之溫度，而低ΔT之系統可為能夠加熱水至僅30°C之最大溫度。在主加熱容器中之水可在98°C，而在引入60°C之設定體積的預熱水減少至舉例是95°C。相較之下，引入30°C之相同體積的水會減少在主加熱容器中之水的溫度至92°C。將理解的是，相較於利用95°C之預熱水時，當預熱之水係在30°C之溫度引入時 ，在主加熱容器中之加熱器將需要能量來加熱主加熱容器中之水回到98°C。
在飲品配送單元中，使用者一般在白天間歇地抽取接近沸騰之水。因此，本系統之第一水加熱裝置可提供之小體積的高溫水可妥當使用，以取代從系統之主加熱容器配送之小體積的接近沸騰之水。
於一實施例中，第一液體加熱裝置係裝配，以加熱水到至少約20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69或70°C。於一實施例中，第一液體加熱裝置係裝配，以至少加熱水約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、48、49或50°C。
從上述，將理解的是，至少於一些實施例中，本系統提供用以更有效率地回收(recovering)在結合水冷卻及加熱單元中之冷凝器之熱輸出的裝置。回收之熱係使用以預熱在第一容器的水，而通過至主加熱容器。主加熱容器可視為系統之第二容器，第二容器包括水之第二主體，如下文更進一步的說明。
於本發明之一些實施例中，較佳地係導入在致冷迴路壓縮器關閉時，控制液體致冷劑之位置的元件。
在具有冷凝器線圈位於熱水預熱容器中，及蒸發器線圈位於實體鋁熱交換塊中的情況下，旋轉壓縮器之表現測試係執行。在自來水供應溫度係為23°C之情況下，此測試包含每20秒抽取200 ml之數杯的冷水。輸出目標溫度係為10°C或更少。
起先的數杯明確地為冷的，然而，接續之數杯的溫度係上升，直到大約第20杯，在此時的水溫係已經上升到超過14°C。出口溫度係接著開始隨著各接續杯下降。在第66杯時，出口溫度係掉至10.0°C。在第122杯時，出口溫度已經穩定及抽取之各接續杯係為8.3°C。致冷冷卻效應花費數分鐘來達成完整的表現係清楚可見。
申請人發現針對所測試之系統，當壓縮器停止時，系統中的所有的液體致冷劑會自然地轉移到最冷的區域，最冷的區域在所有的致冷系統係為蒸發器鋁塊線圈。此轉移有兩個結果。首先，當壓縮器再度開始運作時，來自蒸發器之一定比例的液體致冷劑係直接地跑到壓縮器而造成它拖拉(lug)液體，拖拉液體對旋轉形式之壓縮器來說係為禁忌。
第二個效應是壓縮器目前沒有致冷劑液體。在沒有液體致冷劑可使用的情況下，蒸發器線圈中沒有東西可進行蒸發，及最初係因而沒有冷卻效應。吸取壓力下降，及頭壓(head pressure)係維持在低的狀態。針對致冷劑氣體之冷凝及產生足夠的液體來開始平順地流過毛細管，必須花費數分鐘運轉壓縮器。經過數分鐘，頭壓逐漸地增加，因而增加致冷劑流過毛細管且增加冷卻表現。一旦壓縮器停止(及如一分鐘之少量的時間)，相同影響會重複係可發現。
為了解決所述的情況，需要在壓縮器停止時限制冷凝器中之液體致冷劑的方法。於確定之一個方案中，電磁閥係插入冷凝器後及毛細管前之液相線中。電磁閥一般係關閉，及線圈係與壓縮器電性並聯。一旦壓縮器停止時，閥係關閉。由於此舉會具有避免在壓縮器停止時高及低側均衡的效應，第二電磁閥(為熱氣旁通閥(hot gas bypass valve))係設置來在壓縮器停止時釋放壓縮器頭壓至吸取管線中。此電磁閥一般係開啟，及線圈係與壓縮器電性並聯。一旦壓縮器停止時，此閥係開啟，及氣體頭壓係直接地釋放到壓縮器吸取管線。為了避免液體致冷劑流回而通過開啟之電磁閥，在分支至頭壓釋壓電磁閥後，直通單向閥(inline check valve)係設置於排出管線中。
藉由此配置，一旦壓縮器啟動時，冷卻器快速地回應以啟用冷水。當冷凝器係填充有液體時，致冷冷卻效應幾乎立即開始，及吸取壓力不大幅下降。頭壓快速地上升而提供良好的致冷劑流動。
當壓縮器中之頭壓一旦在釋壓電磁閥開啟時完全地釋放時，壓縮器可幾乎立即地開始，甚至在停止之後的數秒之後。在內部壓力已經夠均衡以讓壓縮器馬達開始之前，此種形式之標準致冷之水冷卻系統一般需要至少一分鐘的時間延遲。
整體來說，相較於相同或類似之不具有上述配置之閥的系統，設置有電磁及單向閥之系統的表現及效率係改善(及於一些實施例中係實質上改善)。
藉由受益於本揭露之具有通常知識者視為適合的任何裝置，水可從第一容器離開。於一實施例中，第二容器係流體連通於第一容器，使得從第二容器離開之水係致使來自第一容器之上區域的水通過至第二容器(及較佳地為第二容器之下區域)中。於一實施例中，從第二容器離開的水(舉例為由於從第二容器配送接近沸騰之水之故)係致使入口閥開啟，而讓供應之自來水(加壓)進入至第一容器中，因而從第一容器位移動水至第二容器中。當停止配送時，入口閥係關閉，及從第一容器流到第二容器之水係停止。
第二容器係有利地設置於第一容器之上方，使得在第一容器之上區域的熱水係向上流動至第二容器之下區域。此配置可藉由提供具有實質上水平的分隔器設置於其中的單一個槽體達成，以分隔槽體成系統之兩個容器。較低的容器係為系統之第一容器(功能為預熱進水)，及較高的容器係為系統之第二容器(功能為再加熱預熱之水達到儲存溫度，或接近沸騰)。
較佳地，分隔器係裝配，以避免熱從第二容器中之水的第二主體傳送到第一容器中之水的第一主體。在此方式中，系統只需要加熱可能立即需配送的水，及在第一容器中之水係進行預熱。分隔器可由隔熱材料製造，或可包括具有從其排出之空氣的空腔。
於系統之一實施例中，單一個槽體係提供而具有分隔器，分隔器係作用以分隔槽體成第一(下)容器及第二(上)容器。第一及第二容器之間的液體流通可藉由任何裝置提供，此裝置係致使或允許液體離開第一容器及進入第二容器。較佳地，液體流通意指不連續部(discontinuity)、一個孔、數個孔、多個孔、或分隔器的格子。
於一實施例中，用以從第一容器致使或允許水進入第二容器的裝置係為一或多個空間，位於分隔器的邊緣及槽體的內部表面之間。此空間可實質上延伸分隔器之整個周邊，分隔器及槽體之牆之間的貼附點係中斷此空間。在此實施例中，分隔器可視為擋板，此擋板係作用以避免兩個容器之間的液體之大量(bulk)移動，但僅致使或允許水從下容器在容器之周邊附近向上移動及進入上容器中。分隔器的邊緣及槽體的牆之間的空間係少於約1、2、3、 4、5、6、7、 8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20 mm。
於一實施例中，分隔器包括電阻加熱元件，裝配以優先於下容器中之水選擇地加熱在上容器中的水。優先加熱可能受到隔熱件或熱能反射器之設置影響，隔熱件或熱能反射器之設置係避免或禁止加熱下容器中之水。加熱元件能夠升高在上容器中之水的溫度至所需的溫度。於一實施例中，加熱元件係加熱水達到最終所需之溫度，例如是98°C，如常見之水加熱器一般使用以提供用於咖啡及茶的水。
於其他實施例中，加熱元件係加熱水至低於所需溫度之一溫度，且水係接著以此溫度儲存。舉例來說，水可加熱至70°C且以此溫度儲存。在稍後之時間點，70°C之水係傳送到最終的容器，它在最終的容器係加熱至98°C來配送給使用者。
將理解的是，隔熱件一般將提供於系統之外部表面上或系統之外部表面附近，系統包括任何槽體、容器、導管、幫浦、或閥。隔熱件之功能係減少在系統中保存於水之熱能之損失。
本系統可包括準位感測器、電動幫浦、閥、混合閥、加熱器及類似者。較佳地，此些裝置係藉由電或電性裝置來為可控制的，以提供系統之自動操作。
現將以本發明之較佳系統作為參照，本發明之較佳系統係裝配成工作台下(under-bench)或工作台上(on-bench)之電動單元，用以提供小容量(杯子尺寸、馬克杯尺寸、或飲用玻璃杯尺寸)之飲品給人類使用者，如第1圖中所示。範例之容量係在約50 ml及約500 m1之間。系統係裝配，以配送加熱及冷卻之水兩者，然而為了清楚說明之目的，僅有水冷卻迴路之冷凝器線圈係繪示出來。
系統(10)包括槽體(15)，槽體一般為圓柱形及製造以容納熱水於其中。系統(10)具有擋板(20)，本質上分成分隔槽體(15)，以提供下容器(25)及上容器(30)。
下容器(25)係本質上填充有水，水係圍繞致冷冷凝器之冷凝器線圈(35)。入口及出口管(35A)及(35B)分別延伸通過槽體(15)之底板。實際上，冷凝器線圈(35)係向上延伸幾乎到擋板(20)之下面。
基於開啟系統(10)之水冷卻迴路(未繪示)，冷凝器係開始從將冷卻之水擷取熱能。擷取之熱能係致使致冷迴路中之致冷劑液體膨脹及轉換成氣態。氣態致冷劑係藉由壓縮器裝置移動通過冷凝器線圈(35)，氣態致冷劑係藉由冷凝器線圈(35)周圍之水中的水來冷卻及因而回到液態。在下容器(25)中之水係加溫至無法接收任何其他顯著之熱能時，幫浦(40)可啟動以從槽體(15)移除水(及送出至排水管)來讓新的自來水經由電磁致能之入口閥(45)引入。此最近引入之水係作用以冷卻冷凝器線圈35，而有助於水冷卻迴路之適當操作。
在任何情況中，從冷凝器線圈(35)傳送至下容器(25)之周圍的水中的熱能係在水中建立溫度梯度。在標記區域(55)中之水大約為環境溫度(約20°C)的情況下，在標記區域(50)中之水係較為溫暖(一般達約60°C)。如本文其他處所討論，此溫度梯度之上區域中的此水係顯著地預熱，及需要較少量之能量來增加它的溫度至接近沸騰來配送給使用者。
由於先接收進入之氣態致冷劑，及因而為線圈之最熱部份之冷凝器線圈(35)之上區域之故，此梯度係部份地建立。在致冷劑從冷凝器線圈(35)之上區域移動到下區域時，氣體係冷凝成液體。維持在致冷劑中之大部份或全部的熱能係在致冷劑進入冷凝器線圈(35)之下區域的時間點已經損耗至水中，及因此下容器(25)之下區域中的水係有少量的熱或沒有熱。
熱水的自然趨勢進一步促進梯度之建立。因此，在理想之條件下，接觸擋板(20)之下面的水係保持有下容器(25)中之所有水的最大量熱能。
為了維持溫度梯度，在下容器(25)中之水的混合係盡可能的禁止。(經由入口閥(45))進水對溫度梯度係存有破壞的傾向，及為了限制任何破壞，凹形之擴張蓋(60)係設置於入口(45’)的上方。擴張蓋(60)導引進水放射地及輕微地向下，以減少與下容器(25)之上區域中的較高溫度之水混合。進水係藉由入口閥(45)控制。
從第1圖將注意的是，窄的空間(65A)、(65B)存在於槽體(15)之牆及擋板(20)之邊緣之間。空間(65A)、(65B)係允許從下容器(25)之最上方的區域提供預熱之水至上容器(30)。水之移動一般藉由入口閥(45)之啟動來引進水，以推動上方的水向上及通過空間(65A)、(65B)並進入上容器(30)中。
在上容器(30)中之預熱的水係藉由恆溫控制之電性的加熱元件(70)來進一步加熱至70°C。70°C之溫度一般對儲存水來說係視為安全的，而無法支持微生物複製。70°C之此溫度當然可根據手邊之特定應用改變。第二容器中之水可藉由幫浦(75)傳送水至配送流出口(80)來直接地配送至使用者。對於一些飲品(舉例來說，草本茶)來說，需要加熱至明顯少於沸騰之溫度的水。
擋板(20)係由隔熱材料製成或包括隔熱材料，以避免從上容器(30)至下容器(25)中之水的熱損。如果允許以此方法傳送熱時，以此方法傳送熱係導致加熱元件(70)作用，以加熱在槽體(15)中之所有的水，包括在下容器(25)中之水。此種加熱會減少下容器(25)中之水的溫度梯度之ΔT，因而使系統之整體節能效應失效，及更抑制冷凝器線圈(35)之有效冷卻。
在上容器(30)中之水可經由導管(85)傳送至主加熱槽體(90)中。藉由恆溫控制之加熱元件(95)，包含在主加熱槽體(90)中之水係加熱至接近沸騰，及儲存於此直到使用者有需求時。幫浦(92)的功能係傳送接近沸騰之水至配送流出口(80)。主加熱槽體(90)具有設計之頭空間(100)及抽氣管(105)。
頭空間(100)係提供於此較佳之實施例中，以供較冷之進水之膨脹。當從20°C加熱水至達98°C時，體積係膨脹約4%。就單一槽體來說，所有的膨脹發生在槽體中。在本系統中，水開始在下容器(25)中加熱、在上容器(30)中進一步加熱、及在主加熱槽體(90)中進一步加熱，而因為在各階段加熱之故而膨脹。在槽體(15)(也就是下容器(25)或上容器(30))中之任何膨脹係經由導管(85)溢流至主加熱槽體(90)中。頭空間(100)亦提供緩衝區域，所以如果水沸騰時，水突然噴出水龍頭係避免。
主加熱槽體(90)包括垂直導管，在垂直導管之上端(114A)係從導管(85)引進預熱之水，及在垂直導管之下端(114B)係排出水至主加熱槽體(90)之下區域中。如通常之情況，從導管(85)排出之水將冷於在主加熱槽體(90)中之水(舉例為70°C與90°C)。較冷之水將逐漸地朝主加熱槽體(90)之下區域下沈，因而與周圍的水混合及降低在主加熱槽體(90)中之整體溫度。當溫度感測器(122)係定位而朝向容器之底部時，溫度感測器(122)只有在一段時間之後會偵測到較低之溫度及(經由加熱元件(95))觸發加熱啟動，及在此時整個槽體之水溫可能已經顯著地下降。垂直導管係導引較冷之進水向下，及到達主加熱槽體(90)之下區域。 於一些實施例中，垂直導管可較佳地排出水到溫度感測器(122)附近，以讓加熱元件(95)更快速地回應進水的冷卻效應。
垂直導管之上端(114A)係舉例為延伸到主加熱槽體(90)中之最高水位的上方15 mm，而仍在導管(85)之間留有氣隙。因此，進入主加熱槽體(90)之較冷的70°C的水係流入垂直導管之上端(114A)。自然對流係致使垂直導管中之水向下移動，此向下移動係藉由形成之15 mm的頭部協助。垂直導管之下端(114B)係較佳地位在遠離幫浦(92)之入口處，使得當加熱元件(95)開啟時，進水係抽取至加熱元件(95)產生之上升對流中，因而避免跨越幫浦(92)之入口的水流「短路(short circuit)」。
溫度感測器(110)係設置，以感應在出口導管(112)中之水的溫度。在出口導管(112)中之水可單獨地源自於主加熱槽體(90)，及因而接近沸騰，或單獨地源自於上容器(30)，及因而在大約70°C之溫度。或者，在出口導管(112)中之水可從上容器(30)及主加熱槽體(90)抽取及因而在中間溫度。為了配送接近沸騰之水，使用者按壓熱水龍頭桿(未繪示)，幫浦(92)係運轉以從主加熱槽體(90)抽取水及傳送水通過出口導管(112)至配送流出口(80)。在釋放熱水龍頭桿之後，幫浦(92)係停止，及仍在出口導管(112)中的熱水係藉由重力通過幫浦(92)流回主加熱槽體(90)中。
為了傳送熱水但在減少之溫度下傳送，幫浦(75)係運轉，以從上容器(30)傳送70°C之水至出口導管(112)。同時，幫浦(92)係運轉，以從主加熱槽體(90)傳送98°C之水。兩個水流係在出口導管(112)交叉部(113)結合，以形成在70°C及98°C之間的溫度之水。幫浦(75)及(92)兩者係藉由無刷直流(DC)電動馬達提供電源，及各幫浦之速度可藉由改變DC供應電壓至各幫浦(75)、(92)來準確地控制。藉由仔細地控制各幫浦(75)、(92)的速度，變化比例之各溫度的水係混合，及為使用者選擇之溫度的水係從配送流出口(80)傳送。針對給定之出口溫度的幫浦速度係參照儲存在電子記憶體中的查核圖表選擇。溫度感測器(110)係為快速回應形式，及係使用以在混合之熱水配送時，監控混合之熱水的出口溫度。如果感應之溫度係不同於選擇之溫度，幫浦速度係立即調整以校正變異量。每次溫度校正係提供後，系統軟體增加小校正因子至查核表。在此方法中，經過一段時間，用於給定之溫度的幫浦速度設定係自動校準。
上容器(30)及主加熱槽體(90)皆分別具有經由微控制器裝置(未繪示)提供系統輸入的準位感測器探針(115)、(120)，及亦分別具有經由微控制器裝置(未繪示)提供系統輸入的溫度感測器(117)、(122)。根據準位感測器探針(115)、(120)所提供之改變的準位，水位可調節。舉例來說，基於經由配送流出口(80)配送水，在主加熱槽體(90)及/或上容器(30)中的水位將減少，因而經由微控制器中介(microcontroller-mediated)開啟入口閥(45)來引進自來水係必要的。一旦水位係再補足時，微控制器係指示入口閥(45)關閉。準位感測器探針(115)、(120)更具有就加熱元件(70)或(95)可在水位減至預定最小值時關閉之安全功能。
再合併入第1圖之較佳系統中係為逆流之單向閥(82)。單向閥(82)之目的係為兩個部份。在熱水係傳送到配送流出口(80)之後，無論它是否已經在僅為70°C時從上容器(30)抽出，或從上容器(30)及主加熱槽體(90)之混合流，或只來自主加熱槽體(90)，保持在出口導管(112)中之水總是流回到主加熱槽體(90)中，單向閥(82)係避免回流至上容器(30)中。當98°C之水從主加熱槽體(90)抽取時，幫浦(92)係運轉以傳送水至出口導管(112)。單向閥(82)係避免水流入上容器(30)中及取代地導引它朝向出口導管(112)。當混合之熱水係選擇時(舉例為70°C及95°C之間)，兩個幫浦(75)及(92)係運轉。對於在70°C之水來說，幫浦(75)係100%運作及幫浦(92)係約45%運作，45%運作之幫浦(92)係僅足以避免70°C之水流回到主加熱槽體(90)中。
第1圖中所示之系統的替代方案係可預期的。作為一替代方案來說，系統可沒有主加熱槽體(90)，及在此情況中，加熱元件(70)係裝配以加熱在上容器(30)中之水至接近沸騰。於一些實施例中，加熱元件(70)可併入至擋板(20)中，且隔熱層係以位於加熱元件下之方式更併入擋板中，以避免加熱元件加熱下容器(25)中之水。
現在提出第1圖中所示之系統(10)之數種元件的常態操作。當系統(10)係在常態操作模式中運作時，及冷水已經從配送流出口(80)抽取時，致冷壓縮器(未繪示)係開啟。藉由蒸發器線圈(未繪示)從水所移除的熱係通過冷凝器線圈(35)排出，冷凝器線圈(35)位於下容器(25)中。在下容器(25)中之水係因而加熱及可到達約60°C。
當在下容器(25)中之水溫係升高時，致冷系統(其之冷凝器線圈係以(35)標註)之頭壓係增加，而致使壓縮器消耗更多之工作能量。溫度感測器(未繪示)係在冷凝器線圈(35)後貼附於液體致冷劑管線，以監控此情況。
在一般例如是辦公室廚房/休息區之較高度使用場合中，在白天期間從單元取出冷及熱水之總量係可能大略地相等。當經由配送流出口(80)抽取出熱水時，在主加熱槽體(90)中之水位係下降，如由準位感測器探針(120)所偵測。電子系統控制器(未繪示)係啟動入口閥(45)。冷的自來水係饋入下容器(25)中，及在上容器(30)之頂部的預熱之水係溢流通過導管(85)而進入主加熱槽體(90)中。當準位感測器探針(120)偵測到主加熱槽體(90)中之水位係到達滿位時，入口閥(45)係關閉。
進入下容器(25)之冷水係讓冷凝器線圈(35)從致冷系統傳送熱至新引進之冷水中。此係讓壓縮器有效率地運轉及避免壓縮器頭壓大量地增加。
如果經由配送流出口(80)抽取之冷水的體積係實質上大於抽取之熱水的體積時，進入下容器(25)之冷水可能不足以有效地冷卻冷凝器線圈(35)。離開冷凝器之液體致冷劑的溫度逐漸地增加及頭壓係上升。
當液體致冷劑到達預定溫度時，幫浦(40)係開啟。在幫浦(40)入口的區域中的水溫將大約為60°C。入口至幫浦(40)係大約位在從下容器(25)之底部上的三分之二處，及位在上面幾個冷凝器線圈的下方。幫浦(40)從下容器(25)之此區域抽取水，及直接傳送它至排水管，或替代地通過移除熱之風扇冷卻線圈(未繪示)。離開風扇冷卻線圈之冷水係饋送回到下容器(25)之入口閥(45)中，因而在入口閥(45)及入口至幫浦(40)之間形成循環迴路。
如果在下容器(25)之上區域中之60°C的水係傳送到排水管，準位感測器探針(115)偵測上容器(30)中之水位下降。空氣係經由主加熱槽體(90)中之抽氣管(105)抽取進入，且經由導管(85)進入已經形成於上容器(30)之頂部的氣室中。
當在上容器(30)中之水位係由準位感測器探針(115)偵測到已經下降到預定點時，系統控制器開啟入口閥(45)。此新引進的水係進入下容器(25)及增加在上容器(30)中之水位。在上容器(30)中之水位係增加到第二預定水位點，第二預定水位點係略微低於水開始溢流至主加熱槽體(90)之點。
已經進入下容器(25)之新到的冷水係冷卻致冷之冷凝器線圈(35)。當來自冷凝器線圈(35)之液體致冷劑的溫度係下降到低預定點時，系統控制器係關閉幫浦(40)。
上述之操作可以循環方式持續下去，直到冷水之溫度已經下降到低設定點，壓縮器係於此低設定點關閉。
如果沸騰之水係接著經由配送流出口(80)抽出時，在主加熱槽體(90)中之水位係下降，及準位感測器探針(120)(經由系統控制器)觸發入口閥(45)開啟。在上容器(30)中之水位係從先前的高水位增加，直到它溢流至主加熱槽體(90)中。來自主加熱槽體(90)之頂部的空氣係通過導管(85)位移，直到上容器(30)係填滿為止。
現下參照第2圖，第2圖繪示一範例系統。此範例系統係調整，以避免壓縮器停止後延遲冷卻的問題。冷凝器線圈(35)係設置於水預熱容器(25’)(等效於第1圖中之以25標註之下容器)中。在此調整中，設置有電磁閥(200)(通常係開啟)。電磁閥係裝配成頭壓釋壓閥，在壓縮器(205)輸出及輸入之間分流。單向閥(215)係串連設置於壓縮器(205)輸出及冷凝器線圈(35)輸入之間，以避免致冷劑回流。
第二電磁閥(220)(通常係關閉)串連設置於冷凝器線圈(35)輸出及蒸發器線圈(225)輸入之間。
本說明通篇係時常參照水作為本發明可能應用之範例液體。將理解的是，本系統係不限於使用純水，及可應用於其他可食用的液體，例如是非純水、包含任一或多個碳水化合物(carbohydrate)、脂肪、油、色素、調味料、鹽、溶解氣體及類似者的水。
藉由本說明，本發明之功能係於一些部份中參照例如是之液體作說明。將理解的是，此些參照係使用以說明系統或系統之元件的操作，或定義系統或系統之元件的功能。此並非表示任何液體係為此系統的基本元件。在填充此系統之工作係由使用者完成的情況下，一般販賣之此系統係沒有任何流體。
提供所揭露之實施例的上述說明係讓此技術領域中具有通常知識者能夠製造或使用本發明。對此技術領域中具有通常知識者來說，此些實施例之各種調整係顯而易見的，及此處所述之總括原則可在不脫離本發明之精神或範疇下應用於其他實施例。因此，將理解的是，此處所呈現的說明及圖式係表示本發明現行之較佳實施例，及因而代表本發明廣泛考量之標的。進一步理解的是，本發明之範疇係完全地含括對此技術領域中具有通常知識者為顯而易見的其他實施例。
應注意的是，對此技術領域中具有通常知識者來說，對較佳實施例的各種改變及調整係為顯而易見的。此些改變及調整可執行，而不脫離本發明之精神及範疇，及不減少其所附之優點。此些改變及範疇係因而意欲包含於本發明之範圍中。綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧系統
15‧‧‧槽體
20‧‧‧擋板
25‧‧‧下容器
25’‧‧‧水預熱容器
30‧‧‧上容器
35‧‧‧冷凝器線圈
35A‧‧‧入口管
35B‧‧‧出口管
40、75、92‧‧‧幫浦
45‧‧‧入口閥
45’‧‧‧入口
50、55‧‧‧標記區域
60‧‧‧擴張蓋
65A、65B‧‧‧空間
70、95‧‧‧加熱元件
80‧‧‧配送流出口
82、215‧‧‧單向閥
85‧‧‧導管
90‧‧‧主加熱槽體
100‧‧‧頭空間
105‧‧‧抽氣管
110‧‧‧溫度感測器
112‧‧‧出口導管
113‧‧‧交叉部
114A‧‧‧上端
114B‧‧‧下端
115、120‧‧‧準位感測器探針
117、122‧‧‧溫度感測器
200‧‧‧電磁閥
205‧‧‧壓縮器
220‧‧‧第二電磁閥
225‧‧‧蒸發器線圈
第1圖繪示為加熱及冷卻水系統的本發明之較佳系統的橫向剖面圖。系統之一部份一般係包括單一槽體，分成上容器及下容器。在水移動至上容器來進一步加熱之前，水係在下容器中利用系統之冷水迴路的冷凝器線圈預熱。在第二容器中之進一步加熱之水係傳送到第三容器來加熱至接近沸騰之溫度。用於飲品之接近沸騰的水係從第三容器抽取。
水移動的概略方向係以虛箭頭繪示。在圖式中之元件係沒有以實際比例繪示，或關於與其他元件相關之任何精準定位。
第2圖繪示本發明之一實施例的側視圖，本發明之此實施例係調整以包括數個元件，此些元件係在致冷迴路壓縮器關閉時控制液體致冷劑的位置，以避免致冷劑移動。
平行於導管的箭頭係表示於其中之致冷劑的流動。

Claims (20)

  1. 一種用以加熱及冷卻一液體之系統，該系統包括： 一液體冷卻單元，包括一加熱輸出元件； 一第一液體加熱裝置，裝配以容納及加熱一液體； 其中該第一液體加熱裝置係裝配，以保持該液體之一第一主體於該加熱輸出元件附近，使得該液體係加熱，及一溫度梯度係更形成及維持於該液體之該第一主體中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該第一液體加熱裝置包括一第一容器，具有一底板及一牆，及該加熱輸出元件係延伸至該容器之內部中。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之系統，其中該液體冷卻單元係為一冷凝器，及該加熱輸出單元係為一冷凝器線圈。
  4. 如申請專利範圍第3項於依附至第2項時所述之系統，其中該冷凝器線圈係延伸該第一容器中之大部份或實質上全部之液體深度。
  5. 如申請專利範圍第1至4項之任一者所述之系統，其中該溫度梯度係藉由該液體之該第一主體之一下區域中的一較低溫度，及該液體之該第一主體之一上區域中之一較高溫度定義。
  6. 如申請專利範圍第1至5項之任一者所述之系統，更包括一液體入口，定位以引進該液體之該第一主體之一下區域中的液體。
  7. 如申請專利範圍第2至6項之任一者所述之系統，其中該第一容器具有一頂板。
  8. 如申請專利範圍第1至7項之任一者所述之系統，更包括致使或允許來自該液體之該第一主體之一上區域之液體離開的裝置。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之系統，其中致使或允許來自該液體之該第一主體之一上區域之液體離開的該裝置係為一不連續部，位在該頂板中或該頂板附近，裝配以致使或允許來自該第一容器之水離開。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之系統其中該不連續部係為該牆及該頂板之間的一空間，或該頂板中之一孔。
  11. 如申請專利範圍第2至10項之任一者所述之系統，更包括一第二容器，裝配以容納該液體之一第二主體，其中該第一及第二容器係流體連通，以致使或允許該液體之該第一主體之液體通過至該第二容器中。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之系統，其中該第二容器係設置於該第一容器之上方。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之系統，其中該第一容器之該頂板係形成該第二容器之該底板。
  14. 如申請專利範圍第11至13項之任一者所述之系統，更包括一加熱器，裝配以加熱由該第二容器容納之該液體之該第二主體。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之系統，其中該加熱器係裝配，以加熱該液體之該第二主體到至少約70°C，或到接近沸騰。
  16. 如申請專利範圍第1至15項之任一者所述之系統，更包括一單一之槽體，裝配以維持該液體之一第一主體及該液體之一第二主體實質上分離，該第二主體係設置於該第一主體之上方，該系統係裝配，使得來自該第一主體之液體係致使或允許以一限制率移動至該第二主體中，其中該第一及第二主體係實質上彼此隔熱。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之系統，其中在該第一及第二主體之間的實質上彼此隔熱係由一擋板提供，以在仍致使或允許來自該第一主體之液體以一限制率移動至該第二主體中時，避免或禁止該液體之該第一及第二主體之大量混合。
  18. 如申請專利範圍第16項或第17項所述之系統，具有在該槽體之牆及該擋板之一邊緣之間的一空間，擋板及空間之結合係在仍致使或允許來自該第一主體之液體以一限制率移動至該第二主體中時，避免或禁止該液體之該第一及第二主體之間的該液體之大量混合。
  19. 如申請專利範圍第17項或第18項所述之系統，其中該擋板包括一加熱元件，裝配以加熱該液體之該第二主體。
  20. 如申請專利範圍第1至19項之任一者所述之系統，以一單元之形式實行，該單元係裝配以配送加熱及冷卻之水來作為一飲品。
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