專利名稱：節(jié)能飲水機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種家用加熱裝置，特別涉及一種節(jié)能飲水機(jī)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)家用飲水機(jī)中，水的加熱都是通過(guò)內(nèi)置的熱膽來(lái)完成的，根據(jù)行業(yè)人士爆料稱，99. 3%的傳統(tǒng)熱膽飲水機(jī)“有毒”。其“毒”之源在于“千滾水”、“水垢”、“制造亞硝酸鹽”等。熱膽飲水機(jī)久煮易產(chǎn)生“千滾水”，這種水雖看似干凈，卻是重金屬、砷化物等有害物質(zhì)的濃縮液，久飲會(huì)干擾人的胃腸功能，出現(xiàn)腹瀉、腹脹。另外，飲水機(jī)被稱為家用電器“耗電王”:以制造I升熱水為例，在不關(guān)機(jī)的狀態(tài)下，功率為O. 5千瓦的傳統(tǒng)家用飲水機(jī)日均要耗電I. 8度，正是因?yàn)槠洹盁裏Ｍ！钡墓ぷ髟?，無(wú)形中造成了 90%以上的能源浪費(fèi)。 發(fā)明內(nèi)容應(yīng)用本新型公開的了一種節(jié)能飲水機(jī)，包括加熱裝置和儲(chǔ)水裝置，所述飲水機(jī)還包括控制裝置，加熱裝置和儲(chǔ)水裝置分別經(jīng)電路連接控制裝置。所述儲(chǔ)水裝置中設(shè)置水位檢測(cè)裝置，所述水位監(jiān)測(cè)裝置包括水位傳感器，水位傳感器經(jīng)電路連接所述控制裝置。所述水位檢測(cè)裝置設(shè)置有下限閥，下限閥經(jīng)電路連接所述控制裝置。所述水位檢測(cè)裝置設(shè)置有上限閥，上限閥經(jīng)電路連接所述控制裝置。所述儲(chǔ)水裝置中設(shè)置水溫檢測(cè)裝置，所述水溫檢測(cè)裝置包括水溫傳感器，水溫傳感器經(jīng)電路連接所述控制裝置。所述節(jié)能飲水機(jī)中設(shè)置室溫檢測(cè)裝置，所述室溫檢測(cè)裝置包括室溫傳感器，室溫傳感器經(jīng)電路連接所述控制裝置。所述節(jié)能飲水機(jī)包括顯示面板，顯示水位監(jiān)控、當(dāng)前水溫和當(dāng)前室溫，所述顯示面板經(jīng)電路連接所述控制裝置。所述控制裝置包括電阻R1、電容Cl、電感LI、二極管、三極管、電源，所述電阻Rl與電容Cl并聯(lián)后與電感LI串聯(lián)后，再與二極管并聯(lián)，再與三極管和電源串聯(lián)。當(dāng)剛開啟飲水機(jī)或使用過(guò)程中水位降到最低限時(shí)，飲水機(jī)自動(dòng)補(bǔ)滿水，然后全功率加熱至沸騰停止加熱，通過(guò)溫度傳感器單片機(jī)可檢測(cè)到水已經(jīng)燒開過(guò)，并將此狀態(tài)記住，同時(shí)通過(guò)顯示面板板顯示水燒開過(guò)。停止加熱后當(dāng)水溫降至96度時(shí)飲水機(jī)進(jìn)入保溫，此時(shí)飲水機(jī)會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)的室溫和水位選擇不同的功率給水保溫，使水溫在88° C_96° C之間達(dá)到平衡；由于實(shí)際中不可能特別準(zhǔn)確找到使水溫保持在88° C-96° C之間的功率，所以飲水機(jī)的水溫也許會(huì)以很緩慢速度的升高或者降低，此時(shí)如果水溫低于88° C時(shí)，說(shuō)明保溫功率比需要的要稍小，飲水機(jī)會(huì)自動(dòng)全功率快速加熱至96° C而后再進(jìn)入保溫；如果水溫高于96° C時(shí)，說(shuō)明實(shí)際保溫功率比需要的要稍大，飲水機(jī)會(huì)自動(dòng)停止保溫直至水溫降至88°C時(shí)再進(jìn)行保溫，然后全功率加熱至96度后再采用最小功率保溫，重復(fù)次過(guò)程。通過(guò)這種方法不僅避免了水的多次沸騰，而且減少了熱水器燒燒停停對(duì)開關(guān)的損害和電能的浪費(fèi)。按不同緯度不同季節(jié)的室溫情況來(lái)看，可將室溫范圍確定在10_35°C之間，室溫水的熱量耗散影響可由經(jīng)驗(yàn)獲得。由表I可得，水在o-ioo°c范圍內(nèi)比熱變化不大，可近似為恒定。表I水在不同溫度下的比熱容
溫度(°C)|5 IlO |15 |20 |25 |30 |35 | 40 |45 |50
比熱(J / kg°C) ~4204 4194 4187 4183.4179 4179 4179 4179 4179 4179 溫度 ΓΟ~55 60_ 65 70 " 75 80 85 90 95 100
比熱(J 7 kg°C) 丨4179 |4183 |4183 丨4187 |4191 |4195 |4204 |4208 |4216 |4220保溫所需的輸出功率是通過(guò)實(shí)際中的實(shí)驗(yàn)和相關(guān)計(jì)算得到的。假設(shè)室溫為a°C時(shí)，用秒表測(cè)出水箱中質(zhì)量為m的水由n°C下降到(n-0. 5) °C時(shí)的時(shí)間為t，放出的熱量為Q = CrnAT(I)式中C為水的比熱容，m為水的質(zhì)量，這里水的質(zhì)量可以通過(guò)水溫檢測(cè)的信號(hào)計(jì)算出，AT為溫度變化量，這里即為0.5 °C。為保證水溫恒定，須使熱水器中水吸收的熱量等于放出的熱量，設(shè)加熱管發(fā)熱率為n，則吸收熱量為
U3Q'=------tff(2)
R式中U為電源電壓，R為電熱管阻值，t由式(I)可得?？芍猀 : Q設(shè)水的熱量耗散過(guò)程勻速的，可得將水保持在a°c所需電壓
JrjwAiT
--及(3)
η為保證飲水健康，本設(shè)計(jì)避免冷熱水混合飲用，即在水箱頂端和底部各設(shè)一位置傳感器，通過(guò)單片機(jī)控制電磁閥，使水未開時(shí)不出水，水未流盡時(shí)不進(jìn)水。本設(shè)計(jì)中的健康節(jié)能飲水機(jī)可根據(jù)不同室溫自動(dòng)選擇不同的功率保溫，旨在達(dá)到耗散能量與飲水機(jī)加熱產(chǎn)生熱量相平衡，通過(guò)保持水溫來(lái)避免反復(fù)加熱，不僅不會(huì)產(chǎn)生“千滾水”,也大大減少了飲水機(jī)“燒燒停停”的次數(shù),節(jié)約了電能。

圖I系統(tǒng)主回路原理圖系統(tǒng)硬件采用降壓斬波電路控制電熱管兩端電壓，圖中三極管全控型器件選用IGBT，D1為續(xù)流二極管。當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，電源向負(fù)載供電，Uo=Ui ;當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，負(fù)載電流經(jīng)二極管D續(xù)流，電壓Uo近似為零，至一個(gè)周期T結(jié)束，再驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過(guò)程。負(fù)載電壓的平均值為Ob =-—— IR =-Ui = aUi(4)
Si·JiKIt, Hh SnflFTT式中ton為V處于通態(tài)的時(shí)間，toff為V處于斷態(tài)的時(shí)間，T為開關(guān)周期，α為導(dǎo)通占空比，簡(jiǎn)稱占空比或?qū)ū?a=ton/T)。由此可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值Uo最大為電源電壓，若減小占空比α，則Uo隨之減小，由于輸出電壓低于輸入電壓，故稱該電路為降壓斬波電路。圖2系統(tǒng)控制流程圖控制核心采用單片機(jī)控制，通過(guò)控制所產(chǎn)生PWM波占空比，改變平均輸出電壓，從而保證熱量供求平衡。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示，根據(jù)室溫和水位信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)保溫功率。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步解釋說(shuō)明。實(shí)施例I一種節(jié)能飲水機(jī)，包括加熱裝置和儲(chǔ)水裝置，控制裝置，加熱裝置和儲(chǔ)水裝置分別經(jīng)電路連接控制裝置，水位監(jiān)測(cè)裝置包括水位傳感器，下限閥、上限閥，水位傳感器經(jīng)電路連接所述控制裝置；上限閥、分別下限閥經(jīng)電路連接所述控制裝置，水位低于下限閥時(shí)注入冷水，水位高于上限閥時(shí)停止注入冷水；還包括水溫檢測(cè)裝置包括水溫傳感器，水溫傳感器經(jīng)電路連接所述控制裝置。室溫檢測(cè)裝置包括室溫傳感器，室溫傳感器經(jīng)電路連接所述控制裝置。節(jié)能飲水機(jī)還包括顯示面板，顯示水位監(jiān)控、當(dāng)前水溫和當(dāng)前室溫，所述顯示面板經(jīng)電路連接所述控制裝置?？刂蒲b置包括電阻R1、電容Cl、電感LI、二極管、三極管、電源，所述電阻Rl與電容Cl并聯(lián)后與電感LI串聯(lián)后，再與二極管并聯(lián)，再與三極管和電源串聯(lián)。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能飲水機(jī)，包括加熱裝置和儲(chǔ)水裝置，其特征在于，所述飲水機(jī)還包括控制裝置，加熱裝置和儲(chǔ)水裝置分別經(jīng)電路連接控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能飲水機(jī)，其特征在于，所述儲(chǔ)水裝置中設(shè)置水位檢測(cè)裝置，所述水位監(jiān)測(cè)裝置包括水位傳感器，水位傳感器經(jīng)電路連接所述控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能飲水機(jī)，其特征在于，所述水位檢測(cè)裝置設(shè)置有下限閥，下限閥經(jīng)電路連接所述控制裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能飲水機(jī)，其特征在于，所述水位檢測(cè)裝置設(shè)置有上限閥，上限閥經(jīng)電路連接所述控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的節(jié)能飲水機(jī)，其特征在于，所述儲(chǔ)水裝置中設(shè)置水溫檢測(cè)裝置，所述水溫檢測(cè)裝置包括水溫傳感器，水溫傳感器經(jīng)電路連接所述控制裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能飲水機(jī)，其特征在于，所述節(jié)能飲水機(jī)中設(shè)置室溫檢測(cè)裝置，所述室溫檢測(cè)裝置包括室溫傳感器，室溫傳感器經(jīng)電路連接所述控制裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的節(jié)能飲水機(jī)，其特征在于，所述節(jié)能飲水機(jī)包括顯示面板，顯示水位監(jiān)控、當(dāng)前水溫和當(dāng)前室溫，所述顯示面板經(jīng)電路連接所述控制裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的節(jié)能飲水機(jī)，其特征在于所述控制電路包括電阻Rl、電容Cl、電感LI、二極管、三極管、電源，所述電阻Rl與電容Cl并聯(lián)后與電感LI串聯(lián)后，再與二極管并聯(lián)，再與三極管和電源串聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種節(jié)能飲水機(jī)，包括加熱裝置和儲(chǔ)水裝置，其特征在于，所述飲水機(jī)還包括控制裝置，加熱裝置和儲(chǔ)水裝置分別經(jīng)電路連接控制裝置。所述儲(chǔ)水裝置中設(shè)置水位檢測(cè)裝置，所述水位監(jiān)測(cè)裝置包括水位傳感器，水位傳感器經(jīng)電路連接所述控制裝置，所述水位檢測(cè)裝置設(shè)置有下限閥，下限閥經(jīng)電路連接所述控制裝置，所述水位檢測(cè)裝置設(shè)置有上限閥，上限閥經(jīng)電路連接所述控制裝置。本設(shè)計(jì)中的健康節(jié)能飲水機(jī)可根據(jù)不同室溫自動(dòng)選擇不同的功率保溫，旨在達(dá)到耗散能量與飲水機(jī)加熱產(chǎn)生熱量相平衡，通過(guò)保持水溫來(lái)避免反復(fù)加熱，不僅不會(huì)產(chǎn)生“千滾水”，也大大減少了飲水機(jī)“燒燒停停”的次數(shù)，節(jié)約了電能。
文檔編號(hào)A47J31/56GK202537167SQ20112050797
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者刁亮, 劉東星, 宋榮遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)