本發(fā)明涉及凈水，具體涉及制水系統(tǒng)、凈水設(shè)備及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、為了滿足人們隨時(shí)飲用熱水的需求，目前市面上很多凈水設(shè)備配套有即熱龍頭，打造凈熱一體機(jī)，可瞬時(shí)提供多溫段熟水，但是其即熱方式開水檔和熟水擋流量相比于常溫檔流量小很多，用戶取開水或熟水時(shí)等待時(shí)間長(zhǎng)，且取水過(guò)程流量小水溫也會(huì)降低，影響用戶體驗(yàn)。因此，為了減少用戶取水等待時(shí)間，現(xiàn)有的凈水設(shè)備通常具備保溫功能，需要額外增加發(fā)熱體來(lái)實(shí)現(xiàn)保溫功能，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種制水系統(tǒng)、凈水設(shè)備及其控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的凈水設(shè)備用戶取開水或熟水時(shí)等待時(shí)間長(zhǎng)，以及相關(guān)為了減少戶取水等待時(shí)間采用保溫設(shè)計(jì)的凈水設(shè)備，需要額外增加發(fā)熱體來(lái)實(shí)現(xiàn)保溫功能，成本較高的問(wèn)題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種制水系統(tǒng)，包括：

3、供水模塊，具有凈水出口和循環(huán)水入口；

4、換熱模塊，具有相互獨(dú)立且能夠進(jìn)行熱交換的熱水水路和冷水水路；

5、加熱模塊，加熱模塊的出口端與熱水水路的進(jìn)口端和制水系統(tǒng)的出水模塊分別連通；

6、凈水出口與冷水水路的進(jìn)口端和加熱模塊的進(jìn)口端可選擇地導(dǎo)通，熱水水路的出口端與出水模塊和循環(huán)水入口可選擇地導(dǎo)通。

7、有益效果：熱水水路的出口端與出水模塊和循環(huán)水入口可選擇地導(dǎo)通，經(jīng)換熱模塊換熱后的熱水可分兩路，經(jīng)出水模塊輸出熟水供用戶取用，或者經(jīng)循環(huán)水入口回流至供水模塊方便實(shí)現(xiàn)循環(huán)加熱和大流量開水功能。在不制水時(shí)，制水系統(tǒng)可進(jìn)入保溫模式，在保溫過(guò)程中，若監(jiān)控到換熱模塊中的存水溫度低于設(shè)定溫度，則可控制依次串聯(lián)供水模塊的凈水出口、冷水水路、加熱模塊、熱水水路、供水模塊的循環(huán)水入口的循環(huán)支路導(dǎo)通，并控制加熱模塊加熱，進(jìn)入循環(huán)加熱模式，確保換熱模塊中的存水溫度不低于設(shè)定溫度，從而用戶取開水或熟水時(shí)能夠充分利用換熱模塊中的存水熱量，使得加熱模塊的進(jìn)水溫度升高，縮短加熱模塊的加熱時(shí)間，從而能夠減少用戶取熟水或開水的等待時(shí)間，提高用戶的使用體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)大流量取開水或熟水，避免取開水或熟水過(guò)程流量小，等待時(shí)間長(zhǎng)，水溫會(huì)降低等問(wèn)題。此外，通過(guò)設(shè)置的循環(huán)水入口以及采用將熱水水路的出口端可選擇地與循環(huán)水入口導(dǎo)通的設(shè)計(jì)，無(wú)需在換熱模塊中額外增設(shè)發(fā)熱體，僅利用系統(tǒng)原有的加熱模塊即可實(shí)現(xiàn)換熱模塊的保溫功能，能夠達(dá)到簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本的目的，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中具備保溫功能的凈水設(shè)備，需要額外增加發(fā)熱體來(lái)實(shí)現(xiàn)保溫功能，成本較高的問(wèn)題。

8、在一種可選的實(shí)施方式中，熱水水路的出口端與出水模塊和循環(huán)水入口通過(guò)第一雙通道電磁閥可選擇地導(dǎo)通。

9、有益效果：通過(guò)設(shè)置的第一雙通道電磁閥，方便控制熱水水路中換熱后的熱水通入至出水模塊制備不同溫度的熟水，或者通入至供水模塊實(shí)現(xiàn)循環(huán)加熱功能，以保證換熱模塊中的存水溫度不低于設(shè)定溫度t0，從而可實(shí)現(xiàn)從熱水水路出來(lái)的水可分兩路回流至凈水泵循環(huán)，實(shí)現(xiàn)大流量開水，或者，直接流入出水模塊，輸出熟水。

10、在一種可選的實(shí)施方式中，供水模塊包括：

11、凈水泵，凈水泵具有進(jìn)水口和凈水出口，進(jìn)水口與外部水源通過(guò)進(jìn)水管路連接；

12、循環(huán)水入口位于進(jìn)水管路上，且第一雙通道電磁閥的第一出口與循環(huán)水入口通過(guò)回流管路連接。

13、有益效果：第一雙通道電磁閥為一進(jìn)兩出式電磁閥，具有第一進(jìn)口、第一出口和第二出口，第一進(jìn)口與熱水水路的出口連通，第一出口和循環(huán)水入口通過(guò)回流管路連接，第二出口與出水模塊通過(guò)管路連接，第一雙通道電磁閥具有第一進(jìn)口與第一出口導(dǎo)通的第一狀態(tài)、以及第一進(jìn)口與第二出口導(dǎo)通的第二狀態(tài)，在進(jìn)行循環(huán)加熱模式時(shí)，第一雙通道電磁閥切換至第一狀態(tài)，導(dǎo)通循環(huán)支路，經(jīng)第一出口流出的熱水依次經(jīng)回流管路、循環(huán)水入口、循環(huán)水入口與進(jìn)水口之間的進(jìn)水管路進(jìn)入到凈水泵中，再經(jīng)凈水泵依次泵入換熱模塊的冷水水路、加熱模塊、熱水水路中實(shí)現(xiàn)循環(huán)加熱。

14、在一種可選的實(shí)施方式中，第一雙通道電磁閥還具有第一進(jìn)口和第二出口；

15、熱水水路的出口與第一進(jìn)口通過(guò)第一管路連接，第二出口與出水模塊通過(guò)第二管路連接。

16、在一種可選的實(shí)施方式中，凈水出口與冷水水路和加熱模塊的進(jìn)口端通過(guò)第二雙通道電磁閥可選擇地導(dǎo)通。

17、有益效果：通過(guò)設(shè)置的第二雙通道電磁閥，方便切換控制從供水模塊的凈水出口流出的水通入換熱模塊的冷水水路，或者直接通入加熱模塊中進(jìn)行加熱。

18、在一種可選的實(shí)施方式中，第二雙通道電磁閥具有第二進(jìn)口、第三出口和第四出口；

19、凈水出口與第二進(jìn)口通過(guò)第三管路連接，第三出口與冷水水路的進(jìn)口通過(guò)第四管路連接，第四出口與加熱模塊的進(jìn)口通過(guò)第五管路連接；

20、冷水水路的出口通過(guò)第六管路與第五管路連接。

21、有益效果：第二雙通道電磁閥為一進(jìn)兩出式電磁閥，第二雙通道電磁閥具有第二進(jìn)口與第三出口導(dǎo)通的第三狀態(tài)、以及第二進(jìn)口與第四出口導(dǎo)通的第四狀態(tài)，在進(jìn)行循環(huán)加熱模式時(shí)，第一雙通道電磁閥切換至第一狀態(tài)、第二雙通道電磁閥切換至第三狀態(tài)，以導(dǎo)通整個(gè)循環(huán)支路。在進(jìn)行循環(huán)加熱模式時(shí)，通過(guò)將第二雙通道電磁閥切換至凈水泵、冷水水路、加熱模塊導(dǎo)通的狀態(tài)，使得循環(huán)水能夠在流經(jīng)換熱模塊的冷水水路后再進(jìn)入到加熱模塊中進(jìn)行加熱，相比于直接通過(guò)第五管路進(jìn)入到加熱模塊中進(jìn)行加熱，降低熱量損失，能夠充分利用換熱模塊中的熱量，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗的目的，升溫速度更快，保溫效果更好。

22、在一種可選的實(shí)施方式中，出水模塊包括：

23、出水嘴；

24、調(diào)節(jié)閥，設(shè)置在出水嘴上游，用于調(diào)節(jié)出水嘴的出水溫度，調(diào)節(jié)閥具有第一調(diào)節(jié)進(jìn)水口和第二調(diào)節(jié)進(jìn)水口、以及調(diào)節(jié)出水口；

25、其中，第一調(diào)節(jié)進(jìn)水口與熱水水路的出口端連通，第二調(diào)節(jié)進(jìn)水口與加熱模塊的出水端連通，調(diào)節(jié)出水口與出水嘴的進(jìn)口連通。

26、有益效果：通過(guò)設(shè)置的調(diào)節(jié)閥，經(jīng)加熱模塊燒開沸騰后的開水一部分經(jīng)調(diào)節(jié)閥流至出水嘴，另一部分輸入至換熱模塊的熱水水路中，經(jīng)與冷水水路中的常溫凈水進(jìn)行熱量交換降溫后形成低溫熟水，并經(jīng)調(diào)節(jié)閥流至出水嘴，通過(guò)調(diào)節(jié)閥控制開水和低溫熟水的混合比例，即能夠滿足用戶對(duì)不同溫度的涼白開的需求。

27、在一種可選的實(shí)施方式中，換熱模塊包括：

28、換熱內(nèi)管，其內(nèi)部流道構(gòu)成熱水水路；

29、換熱外管，換熱內(nèi)管套裝于換熱外管內(nèi)，換熱內(nèi)管與換熱外管之間的流道構(gòu)成冷水水路；

30、設(shè)定換熱外管的內(nèi)徑為d1，換熱內(nèi)管的內(nèi)徑為d2，其中，3.5d2≥d1≥2.5d2。

31、有益效果：換熱模塊基于套管換熱器結(jié)構(gòu)，通過(guò)內(nèi)、外管分別走冷熱流體，正常熟水模式時(shí)熱水走換熱內(nèi)管內(nèi)部，冷卻水走換熱外管，實(shí)現(xiàn)即時(shí)冷卻，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩種流體非接觸性熱交換改變溫度，大流量開水模式時(shí)常溫水走換熱外管與換熱內(nèi)管熱交換預(yù)熱升溫。通過(guò)將換熱外管的內(nèi)徑d1和換熱內(nèi)管的內(nèi)徑d2設(shè)計(jì)在3.5d2≥d1≥2.5d的比例范圍內(nèi)，使得換熱模塊不僅能夠進(jìn)行熱交換，而且存水容量大幅度增加，還能夠作為水箱或熱罐進(jìn)行儲(chǔ)水，換熱模塊集儲(chǔ)水和熱交換功能于一體，一物多用，進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。

32、在一種可選的實(shí)施方式中，加熱模塊包括發(fā)熱體和第一感溫包，第一感溫包用于檢測(cè)發(fā)熱體的加熱溫度。

33、有益效果：通過(guò)設(shè)置的第一感溫包能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控發(fā)熱體的加熱溫度，避免發(fā)熱體的加熱溫度出現(xiàn)異常狀況時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。

34、在一種可選的實(shí)施方式中，換熱模塊還包括第二感溫包，第二感溫包用于檢測(cè)換熱模塊中的存水溫度。

35、有益效果：通過(guò)設(shè)置的第二感溫包能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控?fù)Q熱模塊中的存水溫度，保證在保溫模式時(shí)換熱模塊中的存水溫度不低于設(shè)定溫度。

36、第二方面，本發(fā)明還提供了一種凈水設(shè)備，包括上述任一實(shí)施方式制水系統(tǒng)，制水系統(tǒng)具有循環(huán)支路、大流量開水支路和連續(xù)取開水支路，沿水流方向：所述循環(huán)支路依次連接所述供水模塊的凈水出口、冷水水路、加熱模塊熱水水路、供水模塊的循環(huán)水入口；所述大流量開水支路依次連接所述供水模塊、冷水水路、加熱模塊、出水模塊；所述連續(xù)取開水支路依次連接所述供水模塊、加熱模塊、出水模塊；

37、所述凈水設(shè)備具有循環(huán)加熱模式、大流量開水模式、開水連續(xù)取模式，當(dāng)所述凈水設(shè)備處于循環(huán)加熱模式時(shí)，所述循環(huán)支路處于導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)所述凈水設(shè)備處于大流量開水模式時(shí)，所述大流量開水支路處于導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)所述凈水設(shè)備處于開水連續(xù)取模式時(shí)，所述連續(xù)取開水支路處于導(dǎo)通狀態(tài)。

38、第三方面，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于上述凈水設(shè)備的控制方法，控制方法包括以下步驟：

39、進(jìn)入保溫模式，控制換熱模塊中的存水溫度t保持在設(shè)定溫度t0以上；

40、若在保溫過(guò)程中監(jiān)控到存水溫度t≤設(shè)定溫度t0，則控制凈水設(shè)備導(dǎo)通循環(huán)支路，并控制加熱模塊啟動(dòng)，進(jìn)入循環(huán)加熱模式；

41、若在保溫過(guò)程中接收到取開水信號(hào)，且檢測(cè)到存水溫度t＞設(shè)定溫度t0時(shí)，則控制凈水設(shè)備導(dǎo)通大流量開水支路，進(jìn)入大流量開水模式；

42、控制供水模塊按照第一設(shè)定流量q1將常溫凈水輸送至冷水水路中，并與熱水水路中的熱水換熱升溫至t0后，再經(jīng)加熱模塊加熱至100℃后輸送至出水模塊供用戶取用。

43、有益效果：在保溫模式時(shí)，換熱模塊中的存水與空氣傳熱溫度會(huì)降低，該模式各零部件均不動(dòng)作，當(dāng)換熱模塊中存水溫度降低至設(shè)定溫度t0時(shí)，導(dǎo)通循環(huán)支路，進(jìn)入循環(huán)加熱模式，從而保證換熱模塊中的存水不低于t0溫度，方便用戶取用開水，通過(guò)將換熱熱量二次利用，能夠縮短用戶取開水的等待時(shí)間。并且取開水時(shí)，結(jié)合存水溫度、加熱模塊溫度，通過(guò)特定算法控制凈水泵供水流量、加熱模塊的發(fā)熱功率等參數(shù)實(shí)現(xiàn)大流量開水連續(xù)取，解決開水流量小問(wèn)題。

44、在一種可選的實(shí)施方式中，設(shè)定溫度t0為70℃；和/或，第一設(shè)定流量q1為1l/min；和/或，加熱模塊的功率為2100w。

45、有益效果：當(dāng)檢測(cè)到換熱模塊中的存水溫度＞70℃，用戶取開水，控制1l/min純水流經(jīng)換熱外管，與換熱內(nèi)管開水非接觸式升溫至70℃，然后經(jīng)2100w的發(fā)熱體即熱燒開至100℃流出，實(shí)現(xiàn)1.0l/min以上大流量開水連續(xù)取，解決開水流量小問(wèn)題。

46、在一種可選的實(shí)施方式中，制水系統(tǒng)具有連續(xù)取開水支路，沿水流方向，連續(xù)取開水支路依次連接供水模塊、加熱模塊、出水模塊，凈水設(shè)備還具有開水連續(xù)取模式；

47、控制方法還包括以下步驟：

48、若在保溫過(guò)程中接收到取開水信號(hào)，且檢測(cè)到存水溫度t≤設(shè)定溫度t0時(shí)，則控制凈水設(shè)備導(dǎo)通連續(xù)取開水支路，進(jìn)入開水連續(xù)取模式；

49、控制供水模塊按照第二設(shè)定流量q2將常溫凈水輸送至加熱模塊中，將加熱模塊加熱至100℃后供用戶取用；

50、其中，第二設(shè)定流量q2小于第一設(shè)定流量q1。

51、有益效果：當(dāng)接收到用戶取開水信號(hào)，且換熱模塊中的存水溫度≤設(shè)定溫度t0時(shí)，則控制供水模塊以相對(duì)小一些的q2流量將純水經(jīng)從第五管路直接輸送至流加熱模塊加熱至沸點(diǎn)供用戶取用，實(shí)現(xiàn)連續(xù)取開水的效果，避免開水?dāng)鄶嗬m(xù)續(xù)的問(wèn)題。本實(shí)施例提供的凈水設(shè)備取水具有連續(xù)性，可解決多人取水?dāng)嗔餍璧却脩趔w驗(yàn)不好的問(wèn)題。

52、在一種可選的實(shí)施方式中，第二設(shè)定流量q2為0.4l/min。

53、在一種可選的實(shí)施方式中，循環(huán)加熱模式具體包括：

54、控制供水模塊按照第三設(shè)定流量q3驅(qū)動(dòng)冷水水路和熱水水路中的水循環(huán)通入加熱模塊進(jìn)行加熱，直至冷水水路和熱水水路中的存水溫度均達(dá)到100℃時(shí)停止加熱。

55、有益效果：在保溫過(guò)程中，當(dāng)檢測(cè)到換熱模塊的存水溫度≤70℃時(shí)，則進(jìn)入循環(huán)加熱模式，凈水泵按照1l/min的流量將換熱模塊中的熱水推入至發(fā)熱體中，經(jīng)發(fā)熱體加熱至100℃后，依次循環(huán)流經(jīng)冷水水路和熱水水路，從而實(shí)現(xiàn)將換熱模塊水溫提升至100℃，方便后續(xù)用戶進(jìn)行大流量取開水或熟水。

56、在一種可選的實(shí)施方式中，控制方法還包括以下步驟：

57、若在保溫過(guò)程中接收到取熟水信號(hào)，則控制第二雙通道電磁閥導(dǎo)通冷水水路和加熱模塊、第一雙通道電磁閥導(dǎo)通熱水水路的出口端和所述出水模塊，進(jìn)入零冷水熟水制備模式；

58、控制供水模塊將外部進(jìn)水經(jīng)所述換熱模塊的冷水水路輸送至所述加熱模塊，經(jīng)所述加熱模塊加熱至100℃；

59、控制加熱后的開水一部分流入熱水水路中進(jìn)行換熱冷卻，另一部分直接流入出水模塊并與熱水水路流出的熟水調(diào)節(jié)至目標(biāo)溫度后供用戶取用。

60、有益效果：用戶在取熟水時(shí)，由于冷水水路和熱水水路中的存水溫度在t0以上，換熱模塊中無(wú)冷水，不僅可以縮短加熱模塊的加熱時(shí)間，減少用戶取水等待時(shí)間，而且還避免在制備熟水時(shí)換熱模塊的熱水水路中摻雜的冷水導(dǎo)致出水溫度偏低的問(wèn)題，確保用戶取到的第一杯水為設(shè)定溫度，提高用戶的使用體驗(yàn)，有效地解決用戶在取第一杯熟水時(shí)溫度偏低，影響用戶體驗(yàn)的問(wèn)題。

61、在一種可選的實(shí)施方式中，所述零冷水熟水制備模式具體還包括以下步驟：

62、控制供水模塊按照第三設(shè)定流量q3將常溫凈水輸送至冷水水路中與熱水水路中的熱水進(jìn)行換熱，換熱后的水經(jīng)所述加熱模塊加熱至100℃；

63、控制經(jīng)加熱模塊加熱后的開水一部分流入熱水水路降溫至45℃，另一部分與熱水水路中流出的45℃熟水經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)至目標(biāo)溫度后供用戶取用。

64、有益效果：通過(guò)監(jiān)控?fù)Q熱模塊保持水溫在設(shè)定溫度以上，制備熟水時(shí)，供水模塊按照第三設(shè)定流量q3將常溫水推流入冷水水路中與熱水水路中的熱水進(jìn)行換熱，換熱后的水在經(jīng)加熱模塊加熱至100℃，由于常溫水經(jīng)與熱水水路中的熱水換熱并且冷水水路中也存儲(chǔ)有設(shè)定溫度以上的熱水，使得進(jìn)入加熱模塊的水溫會(huì)升高，從而可以縮短加熱模塊將水燒開的時(shí)間，并且由于換熱模塊的熱水水路中也存儲(chǔ)有設(shè)定溫度以上的熱水，熱水水路中在通入開水時(shí)其內(nèi)存儲(chǔ)的熱水會(huì)被推出，從而可以有效地保證制備熟水的全程無(wú)冷態(tài)水，避免在制備熟水時(shí)水路中殘留的冷水導(dǎo)致出水溫度偏低的問(wèn)題，提高用戶的使用體驗(yàn)，克服現(xiàn)有技術(shù)中的即熱式凈水設(shè)備中殘存水導(dǎo)致用戶取到的熟水第一杯水溫度偏低，流量小，浪費(fèi)時(shí)間的問(wèn)題。

65、在一種可選的實(shí)施方式中，第三設(shè)定流量q3在0.3l/min～2.0l/min。

66、在一種可選的實(shí)施方式中，所述凈水設(shè)備處于保溫模式時(shí)，所述供水模塊、加熱模塊均不工作；

67、當(dāng)監(jiān)控到換熱模塊中的存水溫度t≤設(shè)定溫度t0時(shí)，所述供水模塊、加熱模塊工作，進(jìn)入循環(huán)加熱模式。