即冷即热装置 |
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| 申请号 | CN201710372729.5 | 申请日 | 2017-05-24 | 公开(公告)号 | CN107228477A | 公开(公告)日 | 2017-10-03 |
| 申请人 | 浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司; | 发明人 | 王国栋; 李建; 史庭飞; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种即冷即热装置，包括热 水 管道(1)和冷却装置(2)，冷却装置(2)用于冷却热水管道(1)中的热水，冷却装置(2)包括冷却管(21)、 散热 循环组件(22)、第一 温度 传感器 (23)、 冷却液 箱(24)和 控制器 ，冷却管(21)和冷却液箱(24)之间流动有用于与热水进行换热的冷却液；散热循环组件(22)用于驱动冷却液循环流动并向外界散热，第一温度传感器(23)用于检测冷却液箱(24)中冷却液的温度，控制器被设置成当第一温度传感器(23)所检测到的温度达到预设温度时，控制散热循环组件(22)停止工作。本发明的即冷即热装置能够对热水进行快速降温，且不易损坏，能耗和噪音均较小。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种即冷即热装置，包括热水管道(1)和冷却装置(2)，所述冷却装置(2)用于冷却所述热水管道(1)中的热水，所述冷却装置(2)包括冷却管(21)、冷却液箱(24)和散热循环组件(22)，所述冷却管(21)和所述冷却液箱(24)之间流动有用于与所述热水进行换热的冷却液；所述散热循环组件(22)用于驱动所述冷却液循环流动，并使经过换热后的冷却液向外界散热，其特征在于，所述冷却装置还包括第一温度传感器(23)和控制器，所述第一温度传感器(23)用于检测所述冷却液箱(24)中冷却液的温度，所述控制器被设置成当所述第一温度传感器(23)所检测到的温度达到预设温度时，控制所述散热循环组件(22)停止工作。 |
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| 说明书全文 | 即冷即热装置技术领域[0001] 本发明涉及家电技术领域，尤其涉及一种即冷即热装置。 背景技术[0003] 目前在使用较多的热水即时降温的装置中，通过将即时加热后的热水通入较长的散热管道中，在散热管道外侧设置冷凝装置，并通过冷凝装置中的冷却液与散热管道中的热水进行热量交换，为散热管道中的热水降温，最终得到经过降温后的温水；同时，冷凝装置可通过动力元件使冷却液进行流动散热，从而将冷却液所吸收的热量释放至外界。 [0004] 然而，在现有热水降温装置中，为了让对冷却液进行冷却，冷凝装置一般会不停工作，因而可能会因长时间过热而造成损坏，此外也加大了整个装置的能耗和噪音。 发明内容[0005] 本发明提供一种即冷即热装置，能够对热水进行快速降温，且不易损坏，能耗和噪音均较小。 [0006] 本发明提供一种即冷即热装置，包括热水管道和冷却装置，冷却装置用于冷却热水管道中的热水，热水管道的出口用于使经过冷却的热水流出，冷却装置包括冷却管、冷却液箱和散热循环组件，冷却管和冷却液箱之间流动有用于与热水进行换热的冷却液；散热循环组件用于驱动冷却液循环流动，并使经过换热后的冷却液向外界散热，冷却装置还包括有第一温度传感器和控制器，第一温度传感器用于检测冷却液箱中冷却液的温度，控制器被设置成当第一温度传感器所检测到的温度达到预设温度时，控制散热循环组件停止工作。这样在冷却液对热水进行冷却时，可以对换热后的冷却液进行散热，使冷却液的热量排放到外界，且用于为冷却液进行散热的散热循环组件不易过热损坏，同时能耗和噪音均较小。 [0007] 可选的，散热循环组件包括冷却液泵，冷却液泵与冷却管连接，用于驱动冷却液在冷却管以及冷却液箱之间循环流动。这样通过冷却液泵不断向冷却管中补充新的冷却液，可使热水管道中的热水与冷却液之间始终具有较大的温差，可以保证和热水之间的换热效率。 [0009] 可选的，即冷即热装置还包括净水箱和加热装置，净水箱用于容纳待加热的水，净水箱的出水口通过加热装置与热水管道的入口连接，加热装置用于将从净水箱流出的水加热成为热水；净水箱上设置有第二温度传感器，第二温度传感器用于检测净水箱内水的温度，预设温度为净水箱内水的温度。这样可以通过检测净水箱中水的温度来间接获得冷却装置中的冷却液在未工作时的温度，并将该温度与第一温度传感器所检测到的温度进行对比，从而控制散热循环组件的工作状态。 [0010] 可选的，即冷即热装置还包括数据存储单元，数据存储单元和控制器电连接，用于将冷却装置刚启动时，第一温度传感器所检测到的温度存储为历史温度，预设温度为历史温度。这样能够获取到未工作的冷却液的较为准确的数值，并以此控制散热冷却组件的工作状态 [0011] 可选的，即冷即热装置还包括第三温度传感器，第三温度传感器用于检测即冷即热装置所处的环境温度，预设温度为环境温度。这样能够将即冷即热装置所处的环境温度作为冷却液在未工作时的温度，并据此控制散热循环组件的工作状态。 [0012] 可选的，第一温度传感器为热敏电阻。 [0013] 可选的，冷却管和热水管道相互嵌套，冷却管中的冷却液的流动方向与热水管道的热水流动方向相反。这样冷却液和热水之间的热接触面积较大，能够进行较为充分的热量交换过程，冷却效率较高。 [0014] 可选的，冷却管具有套设在热水管道外侧的吸热段，且冷却液在吸热段的内壁与热水管道的外壁所形成的环隙内流动；或者，冷却管具有被套设在热水管道内侧的吸热段，冷却液在冷却管内流动，热水在吸热段的外壁与热水管道的内壁所形成的环隙内流动。这样可以通过热水管道外壁与吸热段内壁之间环隙内的冷却液与热水管道内的热水之间，或者吸热段外壁与热水管道的内壁之间环隙内的热水与冷却液管内的冷却液之间形成热交换过程，实现通过冷却液对热水降温的作用。 [0015] 可选的，冷却管还具有用于和外界交换热量的散热段，散热段和吸热段位于冷却管的不同位置。这样可以通过散热段对经过与热水热交换后的冷却液进行降温，提高了冷却液的冷却效果。 [0016] 可选的，冷却管为U形，且吸热段和散热段分设在U形的两侧。这样可以通过吸热段和散热段分开设置，避免吸热段与散热段之间相互干扰，影响冷却液的降温效果。 [0017] 可选的，散热循环组件设置在散热段上。这样可以避免散热循环组件的热量干扰到冷却液与热水之间的换热。 附图说明[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0020] 图1为本发明实施例一提供的一种即冷即热装置的结构示意图； [0021] 图2为本发明实施例一提供的即冷即热装置中一种冷却管和热水管道的连接结构示意图； [0022] 图3是本发明实施例一提供的即冷即热装置中另一种冷却管和热水管道的连接结构示意图。 [0023] 附图标记说明： [0024] 1—热水管道；2—冷却装置；21—冷却管；22—散热循环组件；23—第一温度传感器；24—冷却液箱；3—净水箱；4—加热装置；5—第二温度传感器；221—冷却液泵；222—散热器件；2221—散热鳍片；2222—风扇；21a—吸热段；21b—散热段。 具体实施方式[0025] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0026] 实施例一 [0027] 图1为本发明实施例一提供的一种即冷即热装置的结构示意图。如图1所示，本发明实施例一提供的即冷即热装置，包括热水管道1和冷却装置2，冷却装置2用于冷却热水管道1中的热水，热水管道1的出口用于使经过冷却的热水流出，冷却装置2包括冷却管21、散热循环组件22、第一温度传感器23、冷却液箱24和控制器，冷却管21和冷却液箱24之间流动有用于与热水进行换热冷却的冷却液，散热循环组件22用于驱动冷却液循环流动，并使经过换热后的冷却液向外界散热，第一温度传感器23用于检测冷却液箱中冷却液的温度，控制器被设置成当第一温度传感器23所检测到的温度达到预设温度时，控制散热循环组件22停止工作。 [0028] 具体的，即冷即热装置可以设置在热水器、饮水器或保温器中，用于为其中的热水即时快速的降温，以最终获得温度适宜并且可供人们直接使用的温水。即冷即热装置中包括热水管道1和冷却装置2，通过冷却装置2冷却热水管道1中的热水。冷却装置2中包括冷却管21，冷却管21中流动有与热水进行换热冷却的冷却液，通过冷却装置2的冷却管21中的冷却液与热水管道1中热水进行热交换，实现热水的降温冷却，达到适合人们直接使用的温度。其中，冷却管21通常可与热水管道1相互嵌套，以形成较大的换热面积，提高换热效率。需要说明的是，冷却液可选择常用的水，降低该即冷即热装置的成本。也可以选择冷却效果较好的酒精型或甘油型的冷却液，在实际使用中，可根据需要选择使用，本实施例对此不加以限定。 [0029] 由于能量守恒原理，冷却液在和热水进行热量交换，从而降低热水管道1中水的温度时，冷却液会因吸收了热水的热量而导致自身温度升高。这样，冷却液和热水管道1中的热水之间的温差会不断变小，并导致热量交换速度减小，降低了冷却装置2的工作效率。为了使冷却装置2具有足够的散热冷却效率，当冷却液的温度较高，已经严重影响了换热效率时，应使冷却管21中的冷却液和外界产生热交换，以将自身所吸收的热量及时散去。 [0030] 其中，为了让冷却液能够将自身吸收的热量散发至外界，冷却装置2中还包括有冷却液箱24和散热循环组件22。冷却液箱24和冷却管21连通，具体的，冷却液箱24的入口与冷却管21的出口连通，冷却液箱24的出口和冷却管21的入口连通，冷却管21和冷却液箱24之间就构成了一个供冷却液循环流动的回路。散热循环组件22设置在该回路上，用于驱动冷却液沿着该回路循环流动，并对换热后的冷却液进行散热，使冷却液的热量排放到外界。这样冷却液所吸收的热量能够及时散去，保障了冷却液的换热冷却效果。 [0031] 此外，在冷却液进行换热冷却时，如果散热循环组件22一直持续工作，则会产生持续噪音和热量，并会因长时间持续工作而严重影响冷却装置2的寿命。因此，冷却装置2中还包括有第一温度传感器23和控制器(图中未示出)，第一温度传感器23一般设置在冷却液箱24上，并用于检测冷却液箱24中冷却液的温度，而当第一温度传感器23所检测到的冷却液温度达到预设温度时，即可说明将和热水进行热交换的冷却液的温度也为预设温度。在该预设温度下，冷却液和热水之间一般会具有较佳的换热效率，可让即冷即热装置2输出温度适宜的温水，因此控制器可控制散热循环组件22停止工作，避免散热循环组件22因长时间工作而造成过热损坏的现象，同时能耗和噪音均较小。其中，冷却液温度达到预设温度，指冷却液的温度和预设温度相同，或者冷却液的温度和预设温度较为接近，例如和预设温度之间的温差小于某一阈值等。一般的，第一温度传感器23可以为热敏电阻，例如负温度系数热敏电阻(Negative Temperature Coefficient，NTC)等。 [0032] 其中，预设温度通常为冷却液在冷却装置2未工作时的常态温度，例如室温等。这样从冷却液箱24流出的冷却液一般温度较低，所以冷却液和热水管道1中的热水之间具有较高的换热效率。 [0033] 为了获取或者确定预设温度，可以通过各种直接或间接手段检测冷却装置2在未工作时冷却液的温度，并将该温度作为预设温度，以进行散热循环组件22的工作状态的控制。 [0034] 在一种可选的实施方式中，散热循环组件22包括冷却液泵221，冷却液泵221与冷却管21连接，并能够用于驱动冷却液在冷却管21以及冷却液箱24之间循环流动。这样冷却管21中的冷却液经过和热水管道1中的热水冷却换热，并产生温升之后，可以在冷却液泵221的驱使下继续流动至可以向外界散热的管段，最终流回至冷却液箱24，而冷却管21中又会从冷却液箱24流入新的温度较低的冷却液，这样通过冷却液泵221不断向冷却管21中补充新的冷却液，可使热水管道1中的热水与冷却液之间始终具有较大的温差，可以保证和热水之间的换热效率。而当冷却液箱24中的冷却液具有足够低的温度，例如达到或靠近预设温度时，可以停止冷却液泵221的工作，使冷却管21中的冷却液不再流动。在实际的使用中，冷却液泵221可根据需要选择性的使用电动泵或气动泵。 [0035] 为了有效降低经过和热水管道1换热过程之后的冷却液的温度，提高冷却液与外界的热交换散热效果，散热循环组件22还包括散热器件222，散热器件222包括设置于冷却管21外侧的散热鳍片2221和用于加速冷却管21表面空气对流的风扇2222中的至少一种。具体的，散热鳍片2221可以连接在冷却管21的外壁上，散热鳍片2221可以设置为多个，多个散热鳍片2221间隔并列设置，通过增大散热面积提高散热效果。而风扇2222的扇面可以正对冷却管21，增加冷却管21周围的空气流动，提高散热效果。在实际的使用中，可以根据热水器、饮水器或保温器等装置内部安装空间限制，选择性的使用散热鳍片或风扇，也可两者同时使用。 [0036] 为了向热水管道1中提供具有足够温度的热水，即冷即热装置还可包括净水箱3和加热装置4，净水箱3用于容纳待加热的水，净水箱3的出水口通过加热装置4与热水管道1的入口连接，加热装置4用于将从净水箱3流出的水加热成为热水。 [0037] 在上述结构的即冷即热装置中，由于净水箱3中的水的温度一般和冷却液在未进行冷却换热时的温度近似或相等，都接近于室温温度，所以可以通过检测净水箱3中水的温度来间接获得冷却装置2中的冷却液在未工作时的温度，并将该温度与第一温度传感器23所检测到的温度进行对比，以在第一温度传感器23检测到的温度达到该温度，也就是预设温度时，控制散热循环组件22停止工作。具体的，净水箱3上可设置有第二温度传感器5，第二温度传感器5用于检测净水箱3内水的温度，预设温度为净水箱3内水的温度。当第二温度传感器5检测到净水箱3内水的温度后，即可将其作为预设温度，当冷却液的温度达到该预设温度，即可证明热水已被冷却降温，此时即可控制冷却液泵221停止工作。 [0038] 在实际生活中，例如饮水机无法通过直接掺兑凉水与热水获得温水，凉水未经高温消毒，虽然掺兑后的温水的温度可供人们饮用，但其中含有细菌和病毒，会影响人们的身体健康。因此为即时获得经过高温加热的热水，本发明的即冷即热装置设有净水箱3和加热装置4，通过加热装置4加热净水箱3中的水，通过高温进行消毒，热水再经由冷却装置2间接地热交换式冷却，既保证了使用时的适宜温度，也避免了细菌和病毒侵害人体。为增加消毒效果，净水箱3中还可设置消毒装置和病毒细菌检测装置等。 [0039] 此外，可选的，为了实现热水管道1中的热水与冷却管21中的冷却液的热交换过程，冷却管21和热水管道1相互嵌套，在嵌套部分完成热交换，且冷却管中的冷却液的流动方向与热水管道中的热水的流动方向是相反的。图2为本发明实施例一提供的即冷即热装置中一种冷却管和热水管道的连接结构示意图。如图1和图2所示，冷却管21与热水管道1的嵌套部分的具体实现形式可以是：冷却管21具有套设在热水管道1外侧的吸热段21a，且冷却液在吸热段21a的内壁与热水管道1的外壁所形成的环隙内流动。在冷却过程中，套设在冷却管21的吸热段21a中的热水管道1内部流动有待冷却的热水，而在吸热段21a内壁和热水管道1外壁之间形成的环隙内流动有用于冷却热水的冷却液，当热水与冷却液均与热水管外壁接触后，在热水管道1外壁上实现热交换，冷却液带走热水的一部分热能，从而实现了热水的降温。因为冷却管21和热水管道1之间相互嵌套，且流向相反，因而冷却液和热水之间的热接触面积较大，能够进行较为充分的热量交换过程，冷却效率较高。此外，图3是本发明实施例一提供的即冷即热装置中另一种冷却管和热水管道的连接结构示意图。如图1和图3所示，冷却管21和热水管道1的嵌套部分也可以是如下结构：冷却管21具有被套设在热水管道1内侧的吸热段21a，冷却液在冷却管21内流动，热水在吸热段21a的外壁与热水管道1的内壁所形成的环隙内流动。该实现方式中热水与冷却液之间的换热过程和冷却管套设在热水管道外侧的实现方式类似，此处不再赘述。 [0040] 为了提高冷却液的冷却效果，冷却管21还具有用于和外界交换热量的散热段21b，散热段21b和吸热段21a位于冷却管21的不同位置。由于与热水经过热交换，冷却液带走了一部分热水的热量，因此冷却液温度会上升，为保证冷却液持续的冷却效果，在冷却管21上还设有散热段21b，散热段21b用于与外界进行热交换，降低冷却液的温度，用于为后续的热水进行降温。 [0041] 可选的，本实施例中的冷却管21可以为多种形状，例如波浪形状、弧线形状或螺旋形状等。为适应热水器、饮水器或保温器等装置内部空间形状，冷却管21可以设置为U形，将冷却管21的吸热段21a和散热段21b分别设置在U形的两侧，可以避免吸热段21a中冷却液与热水的热交换过程和吸热段21a中冷却液与外界的热交换过程相互影响，导致热水降温过程以及冷却液散热过程无法顺利完成。 [0042] 与上述吸热段21a和散热段21b结构设置不同的，参考图1中所示，冷却管21的吸热段21a也可以全部设置为U形，其散热段21b与吸热段21a连通，并设置在U形弧线的内侧，减小冷却管21的所占用的安装空间。进一步地，在有限的安装空间内，相比于直线型的吸热段21a，设置为U形的冷却管21的吸热段21a可以增大其冷却过程的长度，提高冷却效果。 [0043] 在一种可行的实现方式中，参考图1所示，冷却管21也可以设置为多段首尾相互连通的U形管，在增大散热面积的同时减小所需安装空间。 [0044] 其中，为了避免散热循环组件22的工作影响到冷却液与热水之间的换热过程，可选的，还可以将散热循环组件22设置在散热段21b上，从而避免散热循环组件22的热量干扰到冷却液与热水之间的换热。 [0045] 为提高传热效果，热水管道1和冷却管21可选用铜管，由于铜材料的传热系数较大，因此以铜材料制备的热水管道1和冷却管21可提高冷却液与热水，以及冷却液与外界的热交换效率，提高了热水降温以及冷却液散热的效果。 [0046] 本实施例中，即冷即热装置包括热水管道和冷却装置，冷却装置用于冷却热水管道中的热水，热水管道的出口用于使经过冷却的热水流出，冷却装置包括冷却管、散热循环组件、第一温度传感器、冷却液箱和控制器，冷却管和冷却液箱之间流动有用于与热水进行换热冷却的冷却液，散热循环组件用于驱动冷却液循环流动，并使经过换热后的冷却液向外界散热，第一温度传感器用于检测冷却液箱中冷却液的温度，控制器被设置成当第一温度传感器所检测到的温度达到预设温度时，控制散热循环组件停止工作。这样可以在对热水进行换热冷却时，利用冷却液在未换热前的温度控制冷却装置中，用于对冷却液散热的散热循环组件的工作状态，避免散热循环组件因长时间工作而造成过热损坏的现象，同时能耗和噪音均较小。 [0047] 实施例二 [0048] 此外，也可以通过别的方式获取冷却液在未进行换热冷却工作时的温度。例如，本发明实施例二提供了另一种即冷即热装置。本实施例的即冷即热装置和前述实施例一中的类似，不同之处在于，本实施例中的即冷即热装置还包括数据存储单元(图中未示出)，数据存储单元和第一温度传感器23或者控制器电连接，用于将冷却装置2刚启动时，第一温度传感器23所检测到的温度存储为历史温度，预设温度为历史温度。 [0049] 具体的，由于冷却装置2在未工作或者刚刚启动时，例如是刚启动数秒乃至数十秒时，冷却液尚未和热水进行充分的热量交换，因而冷却液的温度和未工作时的温度相差不大，所以可以将冷却装置2刚启动时，存储于冷却液箱24中的冷却液温度看做冷却液未工作时的温度。此时，即冷即热装置中包括有数据存储单元，数据存储单元可以直接和控制器，或者通过第一温度传感器23和控制器电连接，控制器在接收到第一温度传感器23所检测到的温度信号时，可将其存入数据存储单元中，以作为历史温度，该历史温度同样可以作为冷却液在未工作时的温度，以对散热循环组件22的工作状态进行控制。 [0050] 其中，数据存储单元可能会接收到第一温度传感器23在冷却装置2刚启动的一小段时间内所检测到的多个温度信号，此时，可以通过一定的算法，例如将多个温度信号中，温度值最低的温度作为历史温度，并存入数据存储单元之中。 [0051] 本实施例中，即冷即热装置还包括数据存储单元，数据存储单元和第一温度传感器或者控制器电连接，用于将冷却装置刚启动时，第一温度传感器所检测到的温度存储为历史温度，且预设温度为历史温度。这样能够获取到未工作的冷却液的较为准确的数值，并以此控制散热冷却组件的工作状态，避免散热循环组件因长时间工作而造成过热损坏的现象，同时能耗和噪音均较小。 [0052] 实施例三 [0053] 此外，由于冷却装置中的冷却液一般是在室温下储存，所以也可以通过检测室温，以间接获取冷却液在未进行换热冷却工作时的温度。例如，本发明实施例三提供了又一种即冷即热装置。本实施例的即冷即热装置的整体结构和工作原理均和前述实施例一以及实施例二中的类似，不同之处在于，本实施例中的即冷即热装置还包括第三温度传感器(图中未示出)，第三温度传感器用于检测即冷即热装置所处的环境温度，预设温度为环境温度。 [0054] 具体的，即冷即热装置中还包括有第三温度传感器，第三温度传感器可以和即冷即热装置的外界接触，以检测即冷即热装置所处的环境温度。由于冷却液箱24中的冷却液一般是在和外界相同的环境温度下储存，因此冷却液在未工作时的温度与即冷即热装置所处的环境温度应当是相近或者相同的。所以，可以通过检测即冷即热装置所处的环境温度，并将其作为预设温度来进行散热循环组件22工作状态的控制。 [0055] 其中，第三传感器的设置位置较为灵活，例如可以设置在即冷即热装置的外侧，或者是其它可以准确检测到室温等环境温度的位置，本实施例并不加以限制。 [0056] 本实施例中，即冷即热装置还包括第三温度传感器，第三温度传感器用于检测即冷即热装置所处的环境温度，预设温度为环境温度。这样能够将即冷即热装置所处的环境温度作为冷却液在未工作时的温度，并据此控制散热循环组件的工作状态，避免散热循环组件因长时间工作而造成过热损坏的现象，同时能耗和噪音均较小。 [0057] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。 |
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