專利名稱：一種制備飲用水裝置及制備飲用水方法
技術領域：
本發(fā)明及飲用水裝置技術領域，特別是一種電加熱制備飲用水裝置及電加熱制備飲用水方法，包括電熱水壺、帶電熱功能的飲水機、帶電熱功能的凈水機。
背景技術：
目前市面上的電加熱制備飲用水裝置形態(tài)多樣，但都可以實現(xiàn)一個基本的功能，就是把常溫水加熱到沸騰(即公眾常說的開水)，沸騰主要的作用是對水進行殺菌，沸騰是多數(shù)公眾對飲用水的要求，即先沸騰然后才能飲用，比如帶保溫功能的電熱水瓶，快速電熱水壺，帶加熱功能的桶裝水飲水機，帶加熱功能的凈水機(通常將帶有過濾裝置的飲水機稱之為凈水機)等等，所有這些裝置產生的飲用水的出水溫度均較高，無法即時飲用；要實現(xiàn)即時沸騰即時飲用，必須將沸騰水降低到可以飲用的溫度，即所謂的涼開水(或溫開水)，因此出現(xiàn)了帶熱交換器的制水裝置，如中國專利公告:CN2045084、CN201555344U等，其機制是在制水裝置中加入熱交換器，將沸騰后的熱開水和待加熱的冷水進行熱能交換，從而得到涼開水，并降低了能耗；但在實際生活中，不同的人或不同的情況下，其對飲用水的要求溫度值是不同的，比如泡奶粉、泡茶、泡咖啡等，它們需求的溫度就各不相同，而涼開水和沸騰水只是兩個溫度點或溫度段，無法滿足人們對飲用水更多溫度值的需求。

發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種制備飲用水裝置，它制備的飲用水溫度可以設定在涼開水到沸騰水之間的任意溫度值，當然也包括涼開水和沸騰水這兩個溫度值，并在制備非沸騰飲用水的情況下，具有節(jié)能效果。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是:一種制備飲用水裝置，包括進水口、熱交換器、第一溫控加熱器和出水口，其中進水口與熱交換器的冷水進水管相連，熱交換器的預熱水出水管與熱交換器的熱開水進水管通過第一溫控加熱器相連，熱交換器的涼開水出水管與出水口相連，其特征是:它還包括第二溫控加熱器，熱交換器的涼開水出水管通過第二溫控加熱器與出水口相連。其制備飲用水的水流流程及對應水溫變化依次為:冷水一進水口(冷水)一熱交換器的冷水進水管(冷水)一熱交換器(冷水吸收熱量升溫)一熱交換器的預熱水出水管(生成預熱水)一第一溫控加熱器(加熱至沸騰)一熱交換器的熱開水進水管(熱開水)一熱交換器(熱開水釋放熱量降溫)一熱交換器的涼開水出水管(涼開水)一第二溫控加熱器(根據(jù)用戶設定的溫度要求決定是否再加熱及加熱到設定的溫度)一出水口(用戶設定溫度的水)，從上述流程可以看出，不管用戶設定是溫度如何，從出水口流出的水始終是經過沸騰過的水(燒開過的水)，如果用戶設定的溫度值大于涼開水，通過第二溫控加熱器的再加熱來實現(xiàn)，當用戶需要沸騰溫度的開水，那么本發(fā)明和普通的電熱水壺的耗能是相同的，當用戶需要低于沸騰溫度的開水，因為熱交換器將熱能回收利用，使得本發(fā)明具備節(jié)省能耗效果。本發(fā)明中，所述的第一溫控加熱器和第二溫控加熱器均應包含電熱元件、溫度傳感器以及與電熱元件和溫度傳感器對應連接的檢測控制電路。溫度傳感器檢測水溫，并依據(jù)其結果控制電熱元件的加熱功率。作為進一步改進，在所述第一溫控加熱器與熱交換器的熱開水進水管之間串接一開口器具。因第一溫控加熱器將水加熱至沸騰，沸騰的水將會產生氣體和水蒸汽，通過這一開口器具便于水中的氣體和蒸汽逸出，避免后面的水路(本發(fā)明將水流經過的通道稱之為水路，下同)出現(xiàn)壓力大而在出口端發(fā)生噴水的現(xiàn)象，同時也能將水中的有害氣體排出，如自來水中的氯及氯的化合物。當然我們也可以將該開口器具與第一溫控加熱器做成一整體，甚至讓該器具具有繼續(xù)加熱的功能，使得沸騰時間更長，可更好地殺菌和逸出氣體。作為進一步改進，在所述第二溫控加熱器與出水口之間串接一開口器具。其原理同上，不再復述。作為進一步改進，在所述熱交換器的涼開水出水管至出水口所形成的水路中任意位置放置過濾器。該過濾器用來過濾水中的水垢和其它雜質，眾所周之，一些水在加熱后容易產生水垢，水垢在溫度降低后溶解度也降低，更易析出，所以在熱交換器的涼開水出水管之后的水路中增加一過濾器將是最合適的選擇，當然還可以在本發(fā)明其它任意水路中增加過濾器，來提升飲用水的水質，而過濾器也不局限于物理過濾器，過濾器的安放結構設置成方便拆卸的結構，便于用戶清理或更換。作為進一步改進，它還包括至少一個溫控保險裝置，該溫控保險裝置與第一溫控加熱器或第二溫控加熱器電連接，或者串聯(lián)在整個裝置的電源回路中，以控制部分或全部供電電源。在溫控加熱器出現(xiàn)故障時提供斷電保護，防止溫度失控、干燒等意外。作為進一步改進，它還包括至少一個電動水泵，該電動水泵安裝在整個裝置水路中的任意位置。該電動水泵為水流提供動力，使得水在整個水路內流動不完全依賴重力作用，方便設計出更合理的產品結構。作為進一步改進，它還包括一儲水容器，該儲水容器設置在熱交換器涼開水管至第二溫控加熱器的水路中任意位置，并與所在位置的水路連通。通過該儲水容器，可將產生的涼開水儲存起來，故也可稱之為涼開水儲水容器，當用戶需要飲用時，涼開水經過第二溫控加熱器從出水口流出，如用戶設定為非涼開水，則第二溫控加熱器加熱，使出水口的水溫達到用戶的設定溫度值。作為進一步改進，它還包括冷水容器，冷水容器與進水口相連接，或通過閥門與進水口相連接。作為進一步改進，它還包括操控輸入部件，該操控輸入部件至少與第二溫控加熱器電連接。通過該操控輸入部件，用戶可以設定或改變所需出水的溫度值，甚至可設定制水量。除上述改進之外，還可做如下改進:加入顯示部件，方便用戶操控和觀察狀況。增加制水開始和結束的燈光指示和或聲音提示。增定時電路來控制水閥的開關，以實現(xiàn)定量制水功能等。增加水位檢測，使其在無水或水位不足的情況下及時提示并停止加熱。增加制冷裝置，可以提供冰水(本發(fā)明所述的冰水是指溫度低于常溫的水，下同)，更進一步地，該制冷裝置可以從熱交換器的涼開水出水管或之后的水路中取水，使得制備的冰水是經過沸騰過的開水，以獲得更好的飲用水。與專業(yè)的水過濾凈化裝置組成一體，比如超濾、RO反滲透等，實現(xiàn)不同的市場需求。將供電底座和裝置的主體作分體設計，即參照目前市場主流快速電熱水壺的分體式結構，方便移動主體。還可在本發(fā)明的外部增加一透明窗口，通過該窗口可以觀察到水被第一溫控加熱器燒開的狀態(tài)，消除用戶心理擔憂。本發(fā)明的另一目的是提供一種制備飲用水方法，通過該方法，制備的飲用水溫度可以設定在涼開水到沸騰水之間的任意溫度值，當然也包括涼開水和沸騰水這兩個溫度值，并在制備非沸騰飲用水的情況下，具有節(jié)能效果。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:一種制備飲用水方法，應用于包括熱交換器和溫控加熱器的制備飲用水裝置，其特征是:它包括如下制備步驟:冷水進入熱交換器，通過熱能交換變成預熱水；對預熱水進行第一次電加熱，并加熱至沸騰，變成熱開水；熱開水進入熱交換器，通過熱能交換變成涼開水；當用戶設定的出水溫度高于涼開水溫度時，將涼開水進行第二次電加熱，并加熱至用戶設定的溫度后輸出，當用戶設定的出水溫度等于或低于涼開水的溫度時，則不進行二次電加熱，直接輸出涼開水，制備飲用水完成。其中，最后一個步驟，對涼開水進行第二次電加熱是本發(fā)明主要改進所在。作為進一步改進，它還包括如下步驟，將部分涼開水進行制冷；將制冷后所得的冰水儲存；當用戶設定的出水溫度低于涼開水溫度或設定為冰水時，直接輸出儲存的冰水。將涼開水制冷獲得冰水，可滿足用戶對冰水的需求，而且所得的冰水是經過沸騰的，即滿足殺菌要求。作為進一步改進，所述的第一次電加熱和第二次電加熱分屬于兩個不同加熱器中進行。使用兩個電加熱器的優(yōu)點是第一次電加熱和第二次電加熱可同時進行，制水時間更快。作為進一步改進，所述的第一次電加熱和第二次電加熱分屬于同一個電加熱器中兩條不同的管道中分時進行。在同一個電加熱器中分別包含兩個不同的管道，當在其中一個管道中對預熱水進行第一次電加熱時，無法同時在另一個管道中對涼開水進行第二次電加熱，反過來亦是；使用同一個電加熱器的優(yōu)點是節(jié)省成本。由于采用上述方案，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:通過將熱交換器出來的涼開水進行第二次溫控加熱，使其可以制備從涼開水到沸騰水之間任意溫度的飲用水，且在制備非沸騰飲用水的情況下，具有節(jié)能效果。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。


圖1是本發(fā)明總的原理示意2是本發(fā)明實施例一的結構示意3是本發(fā)明實施例二的結構示意圖
圖4是本發(fā)明實施例三的結構示意5是本發(fā)明的制備飲用水方法流程圖附圖標記說明10:進水口20:熱交換器21:熱交換器冷水進水管 22:熱交換器預熱水出水管23:熱交換器熱開水進水管24熱交換器涼開水出水管30:第一溫控加熱器31:第一溫控加熱器發(fā)熱元件32:第一溫控加熱器溫度傳感器33:第一溫控加熱器檢測控制電路40:第二溫控加熱器 41:第二溫控加熱器發(fā)熱元件42:第二溫控加熱器溫度傳感器43:第二溫控加熱器檢測控制電路50:出水口 60:冷水儲水容器61:涼開水儲水容器70:與第一溫控加熱器相連接的的開口器具71:與第二溫控加熱器相連接的的開口器具80:與進水口相連接的水閥81:與涼開水儲水容器相連接的水閥
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步闡述。圖1是本發(fā)明總的原理示意圖，圖中管內箭頭為水的流動方向，水在整個水路中的流向依次為:進水口 10熱交換器冷水進水管21熱交換器預熱水出水管22、第一溫控加熱器30、熱交換器熱開水進水管23、熱交換器涼開水出水管24、第二溫控加熱器40、出水口50 ;其中水通過第一溫控加熱器30被加熱至沸騰，沸騰的水經過熱交換器20后流出的是涼開水，而涼開水經過第二溫控加熱器40加熱至用戶設定的溫度值，這正是本發(fā)明區(qū)別于普通同類裝置的關鍵所在，從圖1中還可以看出熱交換器20中，熱交換器冷水進水管21與熱交換器預熱水出水管22相通，熱交換器熱開水進水管23與熱交換器涼開水出水管24相通，且在熱交換器20中冷水和熱開水是逆向流動，以獲得更好的熱交換效率。實施例一:見圖2，冷水儲存容器60用來存儲待制備的冷水；水閥80用于控制水流開關；第一溫控加熱器發(fā)熱元件31、溫度傳感器32以及與之連接的檢測控制電路33是構成第一溫控加熱器30的基本部件，第一溫控加熱器主要是將水加熱至沸騰，第二溫控加熱器40也是相同構造，其包括第二溫控加熱器發(fā)熱元件41、溫度傳感器42以及與之連接的檢測控制電路43，第二溫控器根據(jù)用戶設定的出水溫度值，將涼開水進行二次加熱，并加熱至設定的溫度；開口器具70接在第一溫控加熱器之后，承接其流出的沸騰水，開口的設計便于氣體和水蒸氣逸出，另一開口器具71也是相同作用，其承接是第二溫控加熱器出來的水；本實施例的水流流程及對應水溫變化依次為:冷水儲存容器60—冷水、水閥80—冷水、進水口10—冷水、熱交換器冷水進水管21—冷水，熱交換器預熱水出水管22—預熱水、第一溫控加熱器30—第一次加熱、開口器具70—沸騰水、熱交換器熱開水進水管23—熱開水、熱交換器涼開水出水管24-涼開水、第二溫控加熱器40-第二次加熱、開口器具71-用戶設定溫度的水、出水口 50-用戶設定溫度的水；在本實施例中，當用戶設定的溫度低于沸騰水(開水)時，因熱交換器20的熱能交換，使得本發(fā)明具有節(jié)能效果，且用戶設定溫度越低節(jié)能效果越明顯，直到設定溫度為涼開水時節(jié)能效果達到最大化，而通過第二溫控加熱器進行二次加熱使得最終輸出的飲用水達到用戶設定溫度值。在本實施例中，還可以做進一步改良，在緊貼第一溫控加熱器安置一個溫控保險裝置，如溫控開關或溫度保險絲，當?shù)谝粶乜丶訜崞鞴收蠈е鲁掷m(xù)加熱升溫，達到溫控開關的啟動門限，溫控開關動作切斷第一溫控加熱器電源或整個裝置電源，同理也可以在第二溫控加熱器增加溫控開關；而出于水流動必須依賴動力或重力勢差的考慮，還可以在本實施例中適當位置加入電動水泵，比電動水泵成本更低的替代方案可參照滴漏式咖啡壺原理，它利用水沸騰后產生的氣壓加上單向閥的方式來提供水流動力，因不完全依賴重力勢差，使得本實施例的整體結構設計更加靈活。實施例二:見圖3，本實施例與實施例一的差別在于增加了涼開水儲水容器61，以及與其連接的水閥81，這樣設計的好處是可以做出過濾水垢效果更好的產品，它可以一次性制備大量的涼開水，對于需要加過濾器的設計，在涼開水儲水容器61之后的水路中安置過濾器，提升水垢的過濾效，因為涼開水靜置的時間越長，水垢析出的比例就越大；除此之外，本實施例其它細節(jié)和原理與實施例一完全一樣，不再復述。實施例三:見圖4，本實施例與實施例二的差別在于省去了第二溫控加熱器40，而將對涼開水進行第二次電加熱動作也由第一溫控加熱器30來實現(xiàn)，由圖中可以看出第一溫控加熱器30增加了一個管道，涼開水儲存容器61出來的涼開水正是通過這個管道實現(xiàn)第二次電加熱的，顯然，第一次電加熱和第二次電加熱所需要的溫度值多數(shù)時候是不一樣的，所以對預熱水進行第一次電加熱和對涼開水進行第二次電加熱是無法同時進行，除此之外的細節(jié)和原理均與實施例二完全一樣，不再復述。本實施例的優(yōu)點在于節(jié)省一個溫控加熱器，降低了成本。圖5是本發(fā)明所提供制備飲用水方法的流程，其中如下步驟，冷水進入熱交換器，通過熱能交換變成預熱水SOl ;對預熱水進行第一次電加熱，并加熱至沸騰，變成熱開水S02 ;熱開水進入熱交換器，通過熱能交換變成涼開水S03 ;將涼開水直接輸出，制備飲用水完成S05，這些步驟是目前已有的制備飲用水方法，而其后面的步驟，當用戶設定的出水溫度高于涼開水溫度時S04，將涼開水進行第二次電加熱，并加熱至用戶設定的溫度后輸出，制備飲用水完成S06，這正是本發(fā)明的改進所在，通過對涼開水進行第二次電加熱，以獲得用戶設定溫度的水，即飲用水；本實施例一、二、三均是使用了這樣的方法來制備飲用水。
權利要求
1.一種制備飲用水裝置，包括進水口、熱交換器、第一溫控加熱器和出水口，其中進水口與熱交換器的冷水進水管相連，熱交換器的預熱水出水管與熱交換器的熱開水進水管通過第一溫控加熱器相連，熱交換器的涼開水出水管與出水口相連，其特征是:它還包括第二溫控加熱器，熱交換器的涼開水出水管通過第二溫控加熱器與出水口相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備飲用水裝置，其特征是:所述的第一溫控加熱器和第二溫控加熱器均包含電熱元件、溫度傳感器以及與電熱元件和溫度傳感器對應連接的檢測控制電路。
3.根據(jù)權利要求1所述的制備飲用水裝置，其特征是:在所述第一溫控加熱器與熱交換器的熱開水進水管之間串接一開口器具。
4.根據(jù)權利要求1所述的制備飲用水裝置，其特征是:在所述第二溫控加熱器與出水口之間串接一開口器具。
5.根據(jù)權利要求1所述的制備飲用水裝置，其特征是:在所述熱交換器的涼開水出水管至出水口所形成的水路中任意位置放置過濾器。
6.根據(jù)權利要求1所述的制備飲用水裝置，其特征是:它還包括至少一個溫控保險裝置，該溫控保險裝置與第一溫控加熱器或第二溫控加熱器電連接，或者串聯(lián)在整個裝置的電源回路中，以控制部分或全部供電電源。
7.根據(jù)權利要求1所述的制備飲用水裝置，其特征是:它還包括至少一個電動水泵，該電動水泵安裝在整個裝置水路中的任意位置。
8.根據(jù)權利要求1所述的制備飲用水裝置，其特征是:它還包括一儲水容器，該儲水容器設置在熱交換器涼開水管至第二溫控加熱器的水路中任意位置，并與所在位置的水路連通。
9.根據(jù)權利要求1所述的制備飲用水裝置，其特征是:它還包括冷水容器，冷水容器與進水口或通過閥門與進水口相連接。
10.根據(jù)權利要求1所述的制備飲用水裝置，其特征是:它還包括操控輸入部件，該操控輸入部件至少與第二溫控加熱器電連接。
11.一種制備飲用水方法，應用于包括熱交換器和溫控加熱器的制備飲用水裝置，其特征是:它包括如下制備步驟: 冷水進入熱交換器，通過熱能交換變成預熱水； 對預熱水進行第一次電加熱，并加熱至沸騰，變成熱開水； 熱開水進入熱交換器，通過熱能交換變成涼開水； 當用戶設定的出水溫度高于涼開水溫度時，將涼開水進行第二次電加熱，并加熱至用戶設定的溫度后輸出，當用戶設定的出水溫度等于或低于涼開水的溫度時，則不進行二次電加熱，直接輸出涼開水，制備飲用水完成。
12.根據(jù)權利要求11所述的制備飲用水方法，其特征是:它還包括如下步驟，將部分涼開水進行制冷；將制冷后所得的冰水儲存；當用戶設定的出水溫度低于涼開水溫度或設定為冰水時，直接輸出儲存的冰水。
13.根據(jù)權利要求11所述的制備飲用水方法，其特征是:所述的第一次電加熱和第二次電加熱分屬于兩個不同加熱器中進行。
14.根據(jù)權利要求11所述的制備飲用水方法，其特征是:所述的第一次電加熱和第二次電加熱分屬于同一個電加熱器中兩 條不同的管道中分時進行。
全文摘要
一種制備飲用水裝置，它包括進水口、熱交換器、第一溫控加熱器和出水口，其中，它還包括第二溫控加熱器，熱交換器的涼開水出水管通過第二溫控加熱器與出水口相連；本發(fā)明還提供一種制備飲用水方法，它增加了對涼開水進行第二次電加熱的步驟；與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是通過將熱交換器出來的涼開水進行第二次溫控加熱，使其可以制備從涼開水到沸騰水之間任意溫度的飲用水，且在制備非沸騰飲用水的情況下，具有節(jié)能效果。
文檔編號A47J31/56GK103169383SQ20131012569
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權日2013年4月10日
發(fā)明者張超 申請人:張超