速成式恆溫恆流校園用溫熱飲水機及其加熱方法與流程

2023-10-04 13:53:14 1

本發明涉及一種飲水設備，特別是一種速成式恆溫恆流校園用溫熱飲水機及其加熱方法；當然，除了校園中使用外，其還可以應用到醫院、政府等公共場合。

背景技術：

現有溫熱飲水設備都是由一個較大的加熱水膽和熱交換器及連接管路組成，首先涼水進入水膽內燒開後再進入到交換器內降溫後靠自來水壓力壓出水龍頭使用，第一次加熱需要等待較長的時間，加熱膽成本較高，使用壽命會受高溫高壓影響，水龍頭出水速度會受自來水壓力影響導致出水不穩定，多個水龍頭同時打開時出水較小，溫開水出水溫度會受自來水進水溫度影響，夏天時溫開水溫度偏高，水膽內儲存的水降溫後會重複再加熱。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種結構簡單、合理，升溫快、出水溫度穩定、出水流量穩定、控制簡單的速成式恆溫恆流校園用溫熱飲水機及其加熱方法，以克服現有技術的不足。

本發明的目的是這樣實現的：

一種速成式恆溫恆流校園用溫熱飲水機，包括預熱水箱組件、速熱煮水組件和熱交換器，速熱煮水組件設有進水口和出水口，熱交換器設有相互熱交換的第一換熱水道和第二換熱水道，第一換熱水道設有低溫水入口和第一換熱出口，第二換熱水道設有高溫水入口和第二換熱出口；其特徵在於：所述低溫水入口通過第一進水電磁閥與主進水管連接，第一換熱出口設有兩個支路，其中一支路通過第二進水電磁閥與預熱水箱組件連通，另一支路與速熱煮水組件的進水口連通；所述速熱煮水組件的出水口設有兩個支路，其中一支路通過開水電磁閥與開水龍頭連接，另一支路與高溫水入口連通，第二換熱出口與預熱水箱組件連通；所述速熱煮水組件、熱交換器和開水龍頭均位於預熱水箱組件的最高儲水位之下。通過這樣的水路設置，在無需要水泵的情況下，通過打開開水電磁閥，預熱水箱的水即可在重力作用下先流經煮水容易升溫後經開水龍頭溫定排出，而且，由於預熱水箱內的水達到某一定的溫度時即停止加熱，所以預熱水箱的水可以恆溫，當然，由於煮水容器中速加熱裝置功率恆定，所以與預熱水箱結合後，即能實現恆溫恆流出水。

本發明的目的還可以採用以下技術措施解決：

作為更具體的一種方案，所述預熱水箱組件包括預熱水箱、預加熱裝置、低水位開關和高水位開關，預加熱裝置、低水位開關和高水位開關從下至上依次設置在預熱水箱上，預熱水箱通過水流開關和補水管與熱交換器的第二換熱出口連通；所述預熱水箱內設有預熱溫度傳感器。低水位開關之所以需要高於預加熱裝置，其目的在於，當水位低於低水位開關時，即有可能水位也低於預加熱裝置，所以，為了避免上述預加熱裝置幹燒，在預加熱裝置上方設置低水位開關。

作為更具體的一種方案，所述預熱水箱內設有富氫組件。富氫組件可以使得預熱水箱內的水保持新鮮無菌。

作為進一步的方案，所述第二進水電磁閥通過速熱組件檢修閥與預熱水箱的下部連通。當需要將速熱組件後方的預熱水箱組件拆卸檢修時，通過將速熱組件檢修閥關閉，即可將其後方的預熱水箱拿走進行更換或維修。

作為進一步的方案，所述速熱煮水組件包括煮水容器、速加熱裝置和出水溫度傳感器，煮水容器呈豎直設置的長筒狀，速加熱裝置豎直設置在煮水容器內底部上，進水口設置在煮水容器下部，出水口設置在煮水容器上部、並位於速加熱裝置上方，出水溫度傳感器設置在靠近出水口的位置處。該結構能使得流經煮水容器的水能沿著速加熱裝置的長度方向流動，提高熱交換的效果。

作為進一步的方案，煮水容器頂部還設有排氣口，排氣口通過排氣管與預熱水箱連通，排氣管與預熱水箱連接的位置高於高水位開關，避免預熱水箱內的水經排氣管進入到排氣通道中。

作為進一步的方案，所述排氣口與排氣管之間還設有洩壓閥，當煮水容器內部壓力過大時，洩壓閥才會打開，蒸汽排入預熱水箱內，避免煮水容器長時間與預熱水箱導通，而導致熱量流失嚴重。

作為進一步的方案，所述熱交換器包括外管和內管，內管設置在外管內，內管與外管之間間隙構成所述第一換熱水道，內管內腔構成所述第二換熱水道。通過外管、內管相套的方式換熱，能提高熱交換效率。

作為進一步的方案，所述主進水管上還設有穩壓閥，使得進入第一換熱水道的水流速度恆定，確保其與第二換熱水道的換熱處於一個可控可知的狀態，避免因水流不恆定而導致換熱後進入預熱水箱的水時冷時熱。

所述速成式恆溫恆流校園用溫熱飲水機還包括溫水組件，溫水組件包括溫水管和一個以上的溫水電磁閥，溫水電磁閥通過溫水管、溫水組件檢修閥與預熱水箱下部連通。關閉溫水組件檢修閥後，即可實施對溫水組件進行維護、拆卸等操作，溫水電磁閥可以設置有兩個以上，各溫水電磁閥上分別連接有溫開水龍頭，由於各溫開水龍頭的水是從預熱水箱內靠高度差和壓差流出的，故每個水龍頭的流量都是恆定的，同時打開一個或多個流量都是一樣的，不會有出水不順和水流不均勻現象產生。

一種速成式恆溫恆流校園用溫熱飲水機的加熱方法，其特徵在於：初次通水通電使用時，啟動速熱模式：第一進水電磁閥打開，第二進水電磁閥關閉，主進水管的水依次經熱交換器的第一換熱水道、煮水容器和熱交換器的第二換熱水道進入預熱水箱。當水流開關檢測到有水流信號時，啟動速加熱裝置對流經煮水容器的水進行加熱，直到高水位開關檢測到水位信號時，速加熱裝置停止工作，第一進水電磁閥停止工作，預熱水箱組件進入恆溫模式；恆溫模式：預熱水箱的水溫不低於某一溫度值，弱預熱水箱的水溫低於某一溫度值時，啟動預加熱裝置對水進行加熱，直至加熱至某一溫度值時停止，如此循環。恆溫模式下，當需要取用溫開水時，啟動取溫開水模式：對應的溫水電磁閥打開，預熱水箱的水在重力作用下自動放出，放溫開水過程中當預熱水箱內的高水位開關檢測到水位降低時即啟動速熱模式往預熱水箱內補水，直到高水位開關檢測到水位信號時速熱模式停止，如此循環。恆溫模式下，當需要取用開水時，啟動取開水模式：第一進水電磁閥關閉，第二進水電磁閥打開，預熱水箱內的水在重力作用下進入煮水容器，速加熱裝置啟動將煮水容器內的水煮至所需溫度後，打開開水電磁閥將水排出；取開水模式與速熱模式獨立工作。預熱水箱水溫設定溫度為45至55攝氏度，優選50攝氏度，經科學實驗證明，水溫保持在50度左右不易降溫。

預熱水箱內設有富氫組件，恆溫模式下，定時啟動富氫組件。

恆溫模式下，預熱水箱的水溫設定可調節，煮水容器水溫設定可調節（煮水容器的溫度由出水溫度傳感器檢測，加熱過程中產生的多餘蒸汽通過頂部的洩壓閥排出到預熱水箱內，使得這一部分熱量得到了很好的回收）。

恆溫模式下，當不使用開水時，速加熱裝置間斷式啟動，保持煮水容器內水溫在一定範圍內，確保取開水時能快速將煮水容器內的水煮開。

本發明的有益效果如下：

此款速成式恆溫恆流校園用溫熱飲水機的預熱水箱與煮水容器一高一低設置，並且，出水電磁閥的出口高度低於預熱水箱的最高水位處，即出口與預熱水箱的最高水位形成落差，利用水往下流的方式實現恆定的流速取水；由於預熱水箱組件和速熱煮水組件均通過溫度傳感器檢測溫度、並根據溫度情況啟停其相應的加熱裝置，從而確保水溫恆定在一定範圍內；還有，由於增設熱交換器，補水到預熱水箱時，冷水與速熱煮水組件的熱水經熱交換器進行換熱後再進入到預熱水箱內，使得預熱水箱即使在初次進水時，均能快速升溫至一定的溫度（溫水），避免通過預熱水箱直接將常溫水加熱至溫水狀態，而花費較長時間，達到速成加熱、恆溫恆流出水的目的。

附圖說明

圖1為本發明一實施例結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。

參見圖1所示，一種速成式恆溫恆流校園用溫熱飲水機，包括預熱水箱組件、速熱煮水組件和熱交換器11，速熱煮水組件設有進水口27和出水口26，熱交換器11設有相互熱交換的第一換熱水道和第二換熱水道，第一換熱水道設有低溫水入口32和第一換熱出口33，第二換熱水道設有高溫水入口34和第二換熱出口35。所述低溫水入口32通過第一進水電磁閥10與主進水管31連接，第一換熱出口33設有兩個支路，其中一支路通過第二進水電磁閥21與預熱水箱組件連通，另一支路通過副進水管30與速熱煮水組件的進水口27連通；所述速熱煮水組件的出水口26與開水管29連接，開水管29設有兩個支路，其中一支路通過開水電磁閥20與開水龍頭19連接，另一支路與高溫水入口34連通，第二換熱出口35與預熱水箱組件連通；所述速熱煮水組件、熱交換器11和開水龍頭19均位於預熱水箱組件的最高儲水位之下。

所述預熱水箱組件包括預熱水箱1、預加熱裝置4、低水位開關3和高水位開關2，預加熱裝置4、低水位開關3和高水位開關2從下至上依次設置在預熱水箱1上，預熱水箱1通過水流開關8和補水管36與熱交換器11的第二換熱出口35連通；所述預熱水箱1內設有預熱溫度傳感器5。所述高水位開關2處為最高儲水位。

所述預熱水箱1內設有富氫組件6（富氫水棒）。

所述第二進水電磁閥21通過速熱組件檢修閥7與預熱水箱1的下部連通。

所述速熱煮水組件包括煮水容器25、速加熱裝置24和出水溫度傳感器23，煮水容器25呈豎直設置的長筒狀，速加熱裝置24豎直設置在煮水容器25內底部上，進水口27設置在煮水容器25下部，出水口26設置在煮水容器25上部、並位於速加熱裝置24上方，出水溫度傳感器23設置在靠近出水口26的位置處。

煮水容器25頂部還設有排氣口22，排氣口22通過排氣管14與預熱水箱1連通，排氣管14與預熱水箱1連接的位置高於高水位開關2。

所述排氣口22與排氣管14之間還設有洩壓閥18。

所述熱交換器11包括外管13和內管12，內管12設置在外管13內，內管12與外管13之間間隙構成所述第一換熱水道，內管12內腔構成所述第二換熱水道。

所述主進水管31上還設有穩壓閥9。

還包括溫水組件，溫水組件包括溫水管28和一個以上的溫水電磁閥15（本實施例中設置有三個），溫水電磁閥15通過溫水管28、溫水組件檢修閥17與預熱水箱1下部連通。

所述預熱水箱1上部還設有溢水口16，溢水口16的高度高於排氣管14與預熱水箱1連通處的高度。當高水位開關2失靈或者預熱水箱1內壓力過高時，均可通過溢水口16排水或洩壓。當然，溢水口16上可以設置單向閥，避免外部空氣進入到預熱水箱1內。

上述電器元件均與控制系統電性連接，控制系統圖中未示出；另外，各種電磁閥、水位開關、溫度傳感器等均可以通過其它的電器元件替代，若其作用與本案相同，也應當屬於落入本案的保護範圍之內。

上述第一換熱水道和第二換熱水道的水流方向相反，其換熱效果更好。

一種速成式恆溫恆流校園用溫熱飲水機的加熱方法，初次通水通電使用時，啟動速熱模式：第一進水電磁閥10打開，第二進水電磁閥21關閉，主進水管31的水依次經熱交換器11的第一換熱水道、煮水容器25和熱交換器11的第二換熱水道進入預熱水箱1。

當水流開關8檢測到有水流信號時，啟動速加熱裝置24對流經煮水容器25的水進行加熱，直到高水位開關2檢測到水位信號時，速加熱裝置24停止工作，第一進水電磁閥10停止工作，預熱水箱組件進入恆溫模式；恆溫模式：預熱水箱1的水溫不低於某一溫度值，弱預熱水箱1的水溫低於某一溫度值時，啟動預加熱裝置4對水進行加熱，直至加熱至某一溫度值時停止，如此循環。

恆溫模式下，當需要取用溫開水時，啟動取溫開水模式：對應的溫水電磁閥15打開，預熱水箱1的水在重力作用下自動放出，放溫開水過程中當預熱水箱1內的高水位開關2檢測到水位降低時即啟動速熱模式往預熱水箱1內補水，直到高水位開關2檢測到水位信號時速熱模式停止，如此循環。

恆溫模式下，當需要取用開水時，啟動取開水模式：第一進水電磁閥10關閉，第二進水電磁閥21打開，預熱水箱1內的水在重力作用下進入煮水容器25，速加熱裝置24啟動將煮水容器25內的水煮至所需溫度後，打開開水電磁閥20將水排出；取開水模式與速熱模式獨立工作。

預熱水箱1內設有富氫組件6，恆溫模式下，定時啟動富氫組件6。

恆溫模式下，預熱水箱1的水溫設定可調節，煮水容器25水溫設定可調節。

恆溫模式下，當不使用開水時，速加熱裝置24間斷式啟動，保持煮水容器25內水溫在一定範圍內。