即热式饮水设备
技术领域
本发明涉及一种饮水设备,特别是涉及一种即热式饮水设备。
技术背景
现有的饮水设备如饮水机、直饮水机、净水机等,其加热系统一般是采用常规的热水胆,但热水胆有它的缺陷,首先热水胆里的水加热后,若不及时饮用,温度就会随时间的延长而降低,当热水温度降低到一定值(一般为80℃左右)时,就会重新加热,这样就出现了反复加热的现象,使水中的矿物质等营养成分大量损失,而不利于人体的物质增加,损害人体的健康,而且还由于反复加热浪费了电能。针对这种现象,有人设计了各种快速电加热饮水设备,虽然这些饮水设备没有热水胆,只有快速电加热体,而且快速电加热体只有在取用热水时才工作,避免了有热水胆饮水设备的种种缺陷,但由于受快速电加热体功率的限制这样的设计也有明显的不足。在我国,普通家庭的电网一个电器的用电量不宜超过3000W,如要使水快速加热到90℃以上,又要使饮水设备正常出水,3000W的功率是不够的。而功率小即时出水量就小,取一杯开水就要等候较长的时间,不管是家庭还是企业、机关、学校,绝大部分时间都是非连续取水,这就给人们的使用带来了不便,特别是在冬天,家里来客人或多人轮流取水需要较大出水量的时候更不方便。现在市场上有厂家推出1800W的快速电加热饮水机,实际销售情况并不理想,其中最主要的一点就是因为即时出水量太小。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的问题提供一种既能保证水质和具节能效果,又能使热水出水量大小可设置选择且使用方便的即热式饮水设备。
为解决上述技术问题,本发明的解决方案是:一种即热式饮水设备,包括热出水通路、快速电加热体,其特点是:在热出水通路中还设有预热水胆,预热水胆的进水口连接热进水管,预热水胆的出水口连接快速电加热体进水口。
上述的即热式饮水设备,其所述的预热水胆的进水口设在下部和热进水管之间还有单向阀,预热水胆的上部设有涨液管,涨液管还连接有涨液室和单向阀;预热水胆的出水口设在上部通过出水管连接快速电加热体进水口,预热水胆底部还设有热交流水管经控制阀也连接快速电加热体进水口,快速电加热体上部还有一个控制阀连接预热水胆底部,打开该控制阀可与预热水胆连通,快速电加热体出水口连接另一控制阀、热水防溅装置及热出水口。
作为本发明的另一种形式,其所述的预热水胆中还有预热电热体,预热电热体与快速电加热体中的电热体分别连接电源控制电路,由电源控制电路切换供电,所述的电源控制电路为单片机控制电路或手动控制双路转换开关;预热水胆下部的进水口和热进水管之间设有控制阀,预热水胆上部的出水口通过出水管经单向阀连接快速电加热体进水口,快速电加热体出水口连接热水防溅装置、单向阀和热出水口。
上述的即热式饮水设备,其所述的预热水胆上设有中温热保护器,快速电加热体上设有高温热保护器,中温热保护器和高温热保护器的触点串接在电热体与电源之间的加热线路中。
上述的即热式饮水设备,其所述的预热水胆上还设有温水和中温水传感器、快速电加热体上有出水温度传感器,它们和单片机控制电路、所有控制阀、所有电热体以及温度显示屏和键盘组成温度自动调节装置;温水和中温水传感器、出水温度传感器连接单片机控制电路,单片机控制电路分别连接所有控制阀、所有电热体、温度显示屏和键盘。
上述的即热式饮水设备,其所述的键盘中设有温度增加按键、温度减小按键、温度设置按键、安全温度锁定按键和至少一个温度存储和取出按键。
上述的即热式饮水设备,其所述的控制阀为电磁阀或电动阀。
上述的即热式饮水设备,其所述的预热水胆外包裹有保温材料。
与现有技术相比,本发明的优点在于:由于上述解决方案中采用了除快速电加热体外,还设置了预热水胆;这样它既可以在急需热水、需要少量热水、连续取用热水或天气较热时,不用开预热水胆开关,用即热的方式提供方便、即时、卫生健康的热水,同时保证节能效果;又可以在喝热水的人较多、天气特别寒冷和其它需要非连续大出水量热水时,打开预热水胆的预热开关,用半即热的方式提供热水,以满足不同的需求。由于预热水胆只是把水预热至中温状态,不会使水中的矿物质损失,也不会产生有害物质,而且不易结水垢,因而可保证热水的卫生健康的品质,又因预热水温处于中温状态,与环境温度接近,减少了热量损失,同样具有节能的效果。
附图说明
下面结合附图及附图给出的实施例对本发明作进一步说明:
图1是本发明实施例的结构示意图;
图2是本发明又一实施例的结构示意图;
图3是图2单片机控制部分框图。
具体实施方式
图1是本发明应用于饮水机的结构示意图,该饮水机为全密封型结构,平时饮水瓶中的水和饮水机内的水不与大气连通,只有在有人取水时,外界的空气经消毒后进入回气孔回气。如图1所示,饮水机的外壳(17)上端为瓶座(1),瓶座(1)中心为装有密封圈的导流顶杆(34),瓶坐(1)内有引流管(图中没有画出),引流管把瓶座(1)内可能的积水引到接水盒(14)。瓶座(1)和导流顶杆(34)的下方为回气罐(31),回气罐(31)上方有进水口(33)和回气孔,回气孔中有单向阀(32)和空气消毒装置(30);回气罐(31)为密闭型结构,只有在放水时回气孔才通过单向阀(32)和空气消毒装置(30)与大气连通,进入清洁空气,这样可消除饮水瓶口与导流顶杆不密封配合及水斗中的水开放于空气中的二次污染的弊端。回气罐(31)的下方有温进水管(29)和热进水管(28),温进水管(29)连接电磁阀和温出水口,热进水管(28)通过单向阀(26)连接预热水胆(6)下部的进水口(25);预热水胆(6)的上部有涨液管(5)、涨液室(3)和单向阀(2),涨液室(3)为预热水胆(6)预热时寄存较多的膨胀水而用。预热水胆(6)的上部还有预热水胆出水口(27),预热水胆出水口(27)通过出水管(23)连接快速电加热体(13)进水口(18),预热水胆(6)底部还设有热交流水管(24)经电磁阀即控制阀(20)同样连接快速电加热体(13)进水口(18),快速电加热体(13)上部通过电磁阀即控制阀(9)连接预热水胆(6)底部,快速电加热体(13)出水口(18)连接电动阀即控制阀(11)、热水防溅装置(10)及热出水口(12),热出水口(12)正对的下方为接水盒(14);其中热水防溅装置(10)为一个腔室,内有网孔状材料做成的垫,可缓冲热水的喷溅。快速电加热体(13)与进水端相对处有排污口,排污口连接排污阀(15)和排污管(16)。预热水胆(6)上还设有中温热保护器(8),快速电加热体上设有高温热保护器(19),中温热保护器(8)和高温热保护器(19)的触点串接在电热体与电源之间的加热线路中。预热水胆(6)上还有温水和中温水传感器(7),快速电加热体(13)上还有出水温度传感器(22),电路板(4)上还有单片机控制电路、温度显示屏和键盘;温水和中温水传感器(7)、出水温度传感器(22)连接单片机控制电路,单片机控制电路分别连接控制阀(9)、控制阀(20)控制阀(11)、电热体、温度显示屏和键盘。键盘中设有温度增加按键、温度减小按键、温度设置按键、预热按键、安全温度锁定按键和四个温度存储和取出按键。四个温度存储和取出按键中一个为86℃用于泡咖啡,一个78℃,用于泡茶,一个55℃,用于泡奶粉,一个用于喜欢的温水温度或其它用途。可以通过温度增加按键、温度减小按键输入需要的温度;通过预热按键选择预热水胆(6)是否要预热;通过温度设置按键设置四个温度存储和取出按键的存储温度值;通过安全温度锁定按键把出水温度锁定在50℃,以保证儿童的安全,解码键可为其它按键的组合或另设一组按键;当然键盘上还有温放水按键和热放水按键等。另外预热水胆(6)外还包裹有保温材料,在选择预热水胆(6)预热时,可以减少热量的损失。快速电加热体(13)由氮化硅电热元件和水容量18ml的热水腔结合而成(也可选用电热管加水管紧贴而成的快速电加热体或水管、热水腔加电热膜组成的快速电加热体等),氮化硅电热元件置于热水腔中发热效率比较高。快速电加热体(13)可用一个;一个以上可串接,总功率在2500W左右(一般应大 于1500W,随着家庭电网的改善,可以用2500W以上,供用户选用),不超出一般家庭的用电限量。
使用饮水机时,根据需要选择是否要开预热水胆(6)的预热开关。如果是家中喝热水的人不多、急于喝热水、上班前用热水或及其它需要少量热水、较长时间不间断取用热水或天气较热时,不用开预热水胆(6)开关,用即热的方式提供方便、即时、卫生健康的热水,同时可保持节能效果;而在喝热水的人较多、天气特别寒冷而导致开水出水量太小和其它需要间歇供应大出水量的热水时,打开预热水胆(6)的预热开关,采用预热水胆(6)预热和快速电加热体(13)即热结合的方式,即用半即热的方式提供热水,以满足不同的需求。如果选择即热式,按热放水开关按键,单片机控制电路使常开的电磁阀即控制阀(9)关闭,同时使快速电加热体(13)中的氮化硅电热元件迅速加热热水腔里的水,出水温度传感器(22)把温度信号传给单片机控制电路,当热水腔里的水温达到预先输入的温度时,单片机控制电路打开电动阀即控制阀(11),结合预热水胆(6)上的温水和中温传感器(7)传来的温水信号,进行对比处理后控制电动阀的开度,并进行动态调节。此时,饮水瓶里的水通过导流顶杆(34)和进水口(33)流到回气罐(31),再由回气罐(31)通过热进水管(28)、单向阀(26)进水口(25)流到预热水胆(6),经预热水胆(6)流到快速电加热体(13)的进水口(18),再经快速电加热体(13)的出水口、电动阀、热水消溅装置(10)和热出水口(12)流出。如果选择半即热方式,按加热预热水胆(6)的预热按键,单片机控制电路使氮化硅电热元件以一半的功率工作,以减轻家中电网的用电负担,热水腔里的热水向上经常开的电磁阀即控制阀(9)流向预热水胆(6)(此时电动阀是关闭的),同时预热水胆(6)底部的水经热交流水管(24)及常开的电磁阀即控制阀(20)流向快速电加热体(13)的进水口(18),由于预热水胆(6)底部水的温度比上部的低,密度大,所以预热水胆(6)底部的水优先于出水口(27)流向快速电加热体(13)进水口(18),这样冷热循环,加热预热水胆(6)里的水至50℃(一般应在30℃-60℃度范围内,温度太底受快速电热体功率的限制,取开水时出水量会很小,温度太高也不行,温度越高对水质和节能效果的影响越大),单片机控制 电路就会关闭电热元件的电源,而预热水胆(6)里的热涨水会随着温度的升高在涨液管(5)里上升并流向涨液室(3)暂存。按热放水开关按键时,单片机控制电路关闭电磁阀(9)和电磁阀(20),同时快速电加热体(13)加热热水腔里的水,当达到预先输入温度时,单片机控制电路打开电动阀,结合预热水胆(6)上的温水和中温水传感器(7)传来的中温水信号,进行对比处理后控制电动阀的开度,并进行动态调节,使热出水口(12)流出的热水符合要求。
参见图2、图3,图2是本发明应用于直饮水机的结构示意图,外壳(35)内有水处理净化装置(44),水处理净化装置(44)经三通阀(43)连接进水口(42)和排污管(41),水处理净化装置(44)的出水口连接温或温冷进水管(29)和热进水管(28),热进水管(28)通过电动阀即控制阀(26)连接预热水胆(6)下部的进水口(25),预热水胆(6)中还有预热电热体(45),由于预热水胆(6)里的水只加热至中温状态,不易结水垢,所以预热电热体(45)可以装在预热水胆(6)内也可以装在预热水胆(6)外。预热电热体(45)与快速电加热体(13)中的电热体分别连接电路板中的单片机控制电路,由单片机控制电路切换供电;预热水胆(6)的上部有预热水胆(6)出水口(27),预热水胆出水口(27)通过出水管(23)经单向阀(37)连接快速电加热体(13)进水口(18),快速电加热体(13)出水口连接热水防溅装置(10)、单向阀(36)和热出水口(12)。快速电加热体(13)下方有排污口,排污口连接排污阀(15)和排污管(41)。预热水胆上(6)还设有中温热保护器(8),快速电加热体(6)上设有高温热保护器(19),中温热保护器(8)和高温热保护器的(19)触点串接在电热体与电源之间的加热线路中。预热水胆(6)上还有温水和中温水传感器(7),快速电加热体(13)上还有出水温度传感器(22),电路板(4)上还有单片机控制电路、温度显示屏和键盘;温水和中温水传感器(7)、出水温度传感器(22)连接单片机控制电路,单片机控制电路分别连接电动阀即控制阀(26)、快速电加热体(13)、预热电热体(45)、温度显示屏和键盘。键盘中设有温度增加按键、温度减小按键、温度设置按键、预热按键、安全温度锁定按键和四个温度存储和取出按键。使用直饮水机时,如果选择即热式,按热放水开关按键, 单片机控制电路使快速电加热元件迅速加热热水腔里的水,热水腔中的出水温度传感器(22)把温度信号传给单片机控制电路,当热水腔里的水温达到预先输入的温度时,单片机控制电路打开电动阀,结合预热水胆(6)上的温水和中温传感器(7)传来的温水信号,进行对比处理后控制电动阀的开度,并进行动态调节。如果选择半即热方式,按加热预热水胆(6)的预热按键,单片机控制电路使预热电热体(45)加热预热水胆(6)里的水,当预热水胆(6)里的水升至50℃时,单片机控制电路就会关闭预热电热体(45)的电源。预热水胆(6)里的水升温时,一小部分热涨水(温度低于50℃)会从热出水口(12)流出,滴入接水盒(38),接水盒(38)里的积水通过引流管(39)与排污管(41)连接而排出。按热放水按键时,单片机控制电路使快速电加热体(13)加热热水腔里的水,当达到预先输入温度时,单片机控制电路打开电动阀,结合预热水胆(6)上的温水和中温水传感器(7)传来的中温水信号,进行对比处理后控制电动阀的开度,并进行动态调节,使实际出水温度符合预先输入温度。