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流体加热系统和即时流体加热设备

阅读：59发布：2021-04-05

专利汇可以提供流体加热系统和即时流体加热设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且流体加热系统可以被安装用于住宅和商业用途，并且可以提供处于一致的高温的流体以用于烹饪、消毒工具或器具、热饮料等，而对流体的连续排放的数量没有限制。流体加热系统安装有无箱式流体加热设备，其包括入口端口、出口端口、与入口端口连接的至少一个热源和将至少一个热源连接至出口端口的阀。温度传感器在至少一个热源的下游且被连接至阀。另一温度传感器在热源上以使得其能够被保持处于升高的温度。对于每一个需求，阀被操作使得根据需求以用户指定的温度来递送从流体加热系统的流体排放的整个体积。，下面是流体加热系统和即时流体加热设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种流体加热设备，包括：
入口端口；
出口端口；
至少一个热源，与所述入口端口连接并具有第一热源出口；
阀，被连接至所述至少一个热源和所述出口端口；
第一温度传感器，被连接至所述至少一个热源，用于检测所述至少一个热源内侧的流体的第一温度；和
ECU，其调节到所述至少一个热源的功率供给，
其中在所述至少一个热源内侧的流体的所述第一温度处于或高于预定温度时，所述ECU致动所述阀以从所述出口端口排放流体。
2.根据权利要求1所述的流体加热设备，进一步包括：
流量传感器，检测所述至少一个热源的上游的流体的流率，
其中在所述至少一个热源的上游的流体的所述流率处于或高于预定流率时，所述ECU致动所述至少一个热源以加热流体。
3.根据权利要求1所述的流体加热设备，其中
所述至少一个热源包括第一热源和第二热源；
所述第一热源包括所述第一热源出口；
所述第二热源包括第二热源出口，以及
所述第一热源出口和所述第二热源出口被连接至歧管，所述歧管被连接至所述阀。
4.根据权利要求1所述的流体加热设备，进一步包括：
第一管道，其将所述入口端口连接至所述至少一个热源；
第二管道，其将所述至少一个热源连接至所述阀；以及
第三管道，其将所述阀连接至所述出口端口。
5.根据权利要求4所述的流体加热设备，进一步包括：
流量控制设备，设置在所述歧管的下游的所述第一管道中，其中
响应于所述至少一个热源的上游的流体的流量等于或大于所述预定流率，所述ECU致动所述至少一个热源以加热所述流体加热设备中的流体，以及
所述流量控制设备控制所述歧管的下游的流体的流量以等于所述预定流率。
6.根据权利要求1所述的流体加热设备，进一步包括：
第二温度传感器，被连接至所述阀，用于检测所述至少一个热源的下游的流体的第二温度；以及
第三温度传感器，被连接至所述入口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的第三温度，
其中基于所述第二温度与所述第三温度，所述ECU向所述至少一个热源供给功率。
7.根据权利要求1所述的流体加热设备，进一步包括：
第二温度传感器，被连接至所述阀，用于检测所述至少一个热源的下游的流体的第二温度；以及
第三温度传感器，被连接至所述入口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的第三温度，
其中基于所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度，所述ECU向所述至少一个热源供给功率。
8.根据权利要求1所述的流体加热设备，进一步包括：
第二温度传感器，被连接至所述阀，用于检测所述至少一个热源的下游的流体的第二温度；
第三温度传感器，被连接至所述入口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的第三温度；以及
流量传感器，被连接至所述入口端口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的上游流率，
其中基于所述第二温度、所述第三温度和所述上游流率，所述ECU向所述至少一个热源供给功率。
9.根据权利要求1所述的流体加热设备，进一步包括：
第二温度传感器，被连接至所述阀，用于检测所述至少一个热源的下游的流体的第二温度；
第三温度传感器，被连接至所述入口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的第三温度；以及
流量传感器，被连接至所述入口端口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的上游流率，
其中基于所述第一温度、所述第二温度、所述第三温度和所述上游流率，所述ECU向所述至少一个热源供给功率。
10.根据权利要求1所述的流体加热设备，进一步包括：
温度选择器，其设定流体温度，
其中所述ECU致动所述至少一个热源以使流体维持在所述设定的流体温度。
11.根据权利要求1所述的流体加热设备，进一步包括：
温度选择器，其设定流体温度；以及
存在传感器，其检测存在，其中
在检测到所述存在的情况下，所述ECU致动所述至少一个热源以使流体维持在所述设定的流体温度，和
在不再检测到所述存在时，所述ECU停用所述至少一个热源。
12.根据权利要求1所述的流体加热设备，进一步包括：
温度选择器，其设定期望的流体温度；以及
可编程时钟，以预定时间和预定周期编程，其中
在所述可编程时钟指示所述预定时间时，所述ECU致动所述至少一个热源以使流体维持在所述期望的流体温度，以及
在所述预定周期之后，所述ECU停用所述至少一个热源。
13.一种流体加热系统，包括：
流体排放设备，被连接至出口端口；
开关，被连接至所述流体排放设备；以及
流体加热设备，包括：
入口端口，
出口端口，
至少一个热源，与所述入口端口连接并具有第一热源出口，
第一温度传感器，被连接至所述至少一个热源，用于检测所述至少一个热源内侧的流体的第一温度；和
ECU，其在所述第一温度低于预定温度时，激活并调节到所述至少一个热源的功率供给。
14.根据权利要求13所述的流体加热系统，进一步包括：
第二温度传感器，用于检测所述至少一个热源的下游的流体的第二温度；以及第三温度传感器，被连接至所述入口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的第三温度，其中
基于所述第二温度和所述第三温度，所述ECU向所述至少一个热源供给功率。
15.根据权利要求13所述的流体加热系统，进一步包括：
第二温度传感器，用于检测所述至少一个热源的下游的流体的第二温度；以及第三温度传感器，被连接至所述入口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的第三温度，其中
基于所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度，所述ECU向所述至少一个热源供给功率。
16.根据权利要求13所述的流体加热系统，进一步包括：
第二温度传感器，用于检测所述至少一个热源的下游的流体的第二温度；
第三温度传感器，被连接至所述入口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的第三温度；以及
流量传感器，被连接至所述入口端口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的上游流率，
其中基于所述第二温度、所述第三温度和所述上游流率，所述ECU向所述至少一个热源供给功率。
17.根据权利要求13所述的流体加热系统，进一步包括：
第二温度传感器，用于检测所述至少一个热源的下游的流体的第二温度；以及第三温度传感器，被连接至所述入口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的第三温度；以及
流量传感器，被连接至所述入口端口，用于检测所述至少一个热源的上游的流体的上游流率，
其中基于所述第一温度、所述第二温度、所述第三温度和所述上游流率，所述ECU调节向所述至少一个热源的功率供给。
18.根据权利要求13所述的流体加热系统，进一步包括：
温度选择器，其设定流体温度，
其中所述ECU致动所述至少一个热源以使流体维持在所述设定的流体温度。
19.根据权利要求13所述的流体加热系统，进一步包括：
温度选择器，其设定流体温度；以及
存在传感器，其检测存在，其中
在检测到所述存在的情况下，所述ECU致动所述至少一个热源以使流体维持在所述设定的流体温度，以及
在不再检测到所述存在时，所述ECU停用所述至少一个热源。
20.根据权利要求13所述的流体加热系统，进一步包括：
温度选择器，其设定流体温度；以及
可编程时钟，以预定时间和预定周期编程，其中
在所述可编程时钟指示所述预定时间时，所述ECU致动所述至少一个热源以使流体维持在所述设定的流体温度，和
在所述预定周期之后，所述ECU停用所述至少一个热源。

说明书全文

流体加热系统和即时流体加热设备

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请是2015年8月12日提交的美国申请号14/824,897的部分继续申请，该申请是基于并要求2012年7月17日提交的美国临时申请号61/672,336的优先权的2013年3月15日提交的美国申请号13/840,066的连续申请，每个申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

[0003] 本公开涉及一种流体加热系统，还涉及一种即时流体加热设备。

背景技术

[0004] 传统流体加热设备将包围在箱中的流体缓慢地加热并存储有限量的已加热流体。一旦存储的流体被使用，在能够分配处于期望的温度的流体之前，传统流体加热设备就需要时间来加热更多的流体。由于加热之后未被立即分配，存储在箱内的已加热流体遭受待机热损失。当从存储箱分配流体的时候，冷流体进入箱并被加热。然而，当连续地使用传统流体加热设备时，每次排放的流体的温度往往不一致，并且排放的流体没有被完全加热。

[0005] 期望流体处于特定温度的用户往往采用通过触摸来测试流体温度，直到达到期望的温度。这可能是危险的，因为增加了用户可能被分配的流体灼伤的风险，并且可能引起用户遭受重大伤害。即使在用户没有通过触摸自监测温度的情况下，还存在着涉及伤害的风险，因为许多应用包括水槽以及可能存在靠近沸腾流体的后防溅板。

[0006] 其他传统流体加热设备将水即时加热至期望的温度。然而，在立即分配流体时，所分配的一些流体处于期望的温度并且一些流体没有处于期望的温度。因此，所分配的整个流体体积可能没有处于相同的期望温度。发明内容

[0007] 在本公开的选定实施例中，流体加热系统包括流体加热设备。流体加热系统可以被安装用于住宅和商业用途，并且可以提供处于一致的高温的流体以用于烹饪、消毒工具或器具、热饮料和类似物，而对流体的连续排放的数量没有限制。本文所描述的无箱式流体加热设备的实施例，可以根据需求递送处于用户指定温度的流体(包括近沸腾流体)的无限供给，以供短时间周期内发生的各需求。本文所描述的流体加热设备的其他实施例提供了每次排放流体时，整个流体体积处于相同的用户限定温度。在选择的示例中，流体加热系统通过监测遍及流体加热设备的流体的温度，并通过检测已加热流体的可能的需求，而高效且自动地操作。温度的监测通过沿着流体路径放置的多个温度传感器来执行，而已加热流体的可能的需求的检测通过存在传感器和可编程时钟来实现。附图说明

[0008] 通过参照结合附随的附图考虑时的以下详细描述，对本发明的更完整的了解及其许多伴随的优点将容易获得并变得更好理解。附图并不一定按比例绘制。在附图中：

[0009] 图1图示出第一示例性流体加热系统；

[0010] 图2示意性地图示出根据一个示例的流体加热系统；

[0011] 图3图示出根据一个示例的流体加热设备；

[0012] 图4图示出根据一个示例的阀歧管；

[0013] 图5图示出根据一个示例的阀歧管；

[0014] 图6示意性地图示出根据一个示例的流体加热系统；

[0015] 图7示意性地图示出根据一个示例的流体加热系统；

[0016] 图8示意性地图示出根据一个示例的流体加热系统；

[0017] 图9示意性地图示出根据一个示例的流体加热系统；

[0018] 图10示意性地图示出根据一个示例的流体加热系统；

[0019] 图11示意性地图示出根据一个示例的阀歧管；

[0020] 图12示意性地图示出根据一个示例的流体加热系统；

[0021] 图13图示出另一示例性流体加热系统；

[0022] 图14图示出另一示例性流体加热系统；以及

[0023] 图15图示出根据一个示例的流体加热系统的电气控制单元。

具体实施方式

[0024] 以下描述涉及流体加热系统，并且具体涉及流体加热设备，其根据需求没有大的时间延迟地重复地递送处于相同的高温的流体。在选定实施例中，流体加热设备不包括用于保持流体的箱，并因此提供了更加紧凑的设计，其与其他流体加热设备相比，安装不太繁琐。流体加热设备包括被连接至入口端口和歧管的至少一个热源。歧管通过中间管道被连接至阀歧管，并且阀歧管通过出口管道被连接至出口端口。流量调节器和第一温度传感器被包含到中间管道中。流量传感器监测至少一个热源中的流体的流率。具有处理和通信电路的电气控制单元(ECU)与至少一个热源、流量传感器、第一温度传感器、阀歧管和激活设备通信。在选定实施例中，即使当激活开关在短时间周期内被重复地操作时，流体加热设备也可以一致地供给处于期望的高温(例如，200°F)的流体。

[0025] 现在参见附图，其中遍及若干视图的相似的附图标记表明同样的或对应的部件。需注意的是，如在本说明书和随附权利要求中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”可以包括复数，除非上下文另有明确规定。

[0026] 图1图示出被包含在商业或住宅应用中的根据一个示例的流体加热系统。流体加热设备1被安装在水槽的下方并且被连接至流体供给和流体排放设备3。激活开关5与流体排放设备3一起被提供并且被电气连接至流体加热设备1。流体加热设备1是即时加热设备并且可以提供处于一致的高温的流体，以用于烹饪、消毒工具或器具、热饮料和类似物，而对流体的连续排放的数量没有限制。

[0027] 图2示意性地图示出根据一个示例的流体加热系统。图2的流体加热系统包括流体加热设备1、流体排放部3(可以是水龙头、龙头或其他流体分配器)和激活开关5。激活开关5可以包括按压式按钮、触摸感应表面、红外线传感器等。流体加热设备1包括入口端口10、出口端口20和排出端口30。入口端口10通过入口管道12被连接至流量传感器60。流量传感器60分别通过第一热源入口42和第二热源入口52被连接至第一热源40和第二热源50。还提供了歧管，以将从流量传感器60延伸的线路连接至各热源入口。虽然在图2中图示出两个热源，但可以提供单个热源或多于两个的热源。歧管70被连接至第一热源出口44和第二热源出口54，以及中间流体管道14。第一温度传感器92被安装在中间流体管道14中。中间流体管道14被连接至调节器94，该调节器94被连接至阀歧管80。阀歧管80通过出口管道16被连接至出口端口20。出口端口20通过管道(未示出)被连接至流体排放部3。

[0028] 在操作期间，当激活开关5被操作时，在没有大的时间延迟的情况下，流体加热设备1可以操作第一热源40和第二热源50以从连接至入口端口10的流体供给部(未示出)供给处于高温(例如200°F或对应于刚低于一种类型的流体的沸点的任何其他温度)的流体。图2的流体加热系统能够在激活开关5的操作时迅速地加热流体，而不需要保持流体供给的箱。流体加热设备1有利地是紧凑的并且可以容易地被安装在现有系统中，现有系统包括了例如用于在住宅、商业或厨房内的水槽的流体分配器。因为流体加热设备1不要求流体箱，所以对于安装要求较少空间。

[0029] 图3图示出部分被包围在外壳96中的根据本公开的流体加热设备1。在图3中外壳96的前盖已去除。入口端口10通过入口管道12被连接至第一热源40和第二热源50。从入口管道12流到第一热源40和第二热源50中的流体的流率通过流量传感器60来检测。流量传感器60包括流量开关(未示出)，其当检测到最小流率(例如，0.5gpm)时向第一热源40和第二热源50发送信号。流量传感器60可以包括磁性开关，并且被安装在入口管道12内。一旦由流量传感器60中的流量开关激活，ECU90就调节给第一热源40和第二热源50的功率供给(例如，ECU90可以通过脉冲宽度调制(PWM)调节供给至热源的电流)。在选定实施例中，流量传感器60可以向ECU90发送信号，并且除了调节当前功率供给之外，ECU90可以配置成通过提供或中断功率供给而打开和关闭第一热源40和第二热源50。

[0030] 流体歧管70通过中间流体管道14被连接至阀歧管80。第一温度传感器92和流量调节器94被提供在中间流体管道14内。第一温度传感器92向ECU90发送信号，该信号指示了直接地流自第一热源40和第二热源50流体的温度。流量调节器94可以包括手动操作的球阀或自调整在线流量调节器。在球阀的情况中，球阀可以被手动地设定为对应于给定流率的压力。在在线流量调节器的情况中，在线流量调节器依赖于中间管道14中的流体的流率来调整，并且可以包含直接限制流量的O型圈。

[0031] 流量调节器94可以以预定流率调节从第一热源40和第二热源50流动的流体的流率。预定流率可以对应于最小流率，在该最小流量，流量传感器60中的流量开关将发送信号以激活第一热源40和第二热源50(一旦流量传感器60检测到等于或大于最小流率的流率)。将流量调节器94安装在中间管道14中的优点在于，可以避免第一热源40和第二热源50中的压降。维持热源中的高压力减小了流体蒸发的机会，流体蒸发会在操作期间在热源中创建蒸汽的袋并引起加热源中的相应加热元件故障。

[0032] 流体被从流体歧管70通过中间管道14输送至阀歧管80，并且可以通过阀歧管80被导向至或者出口端口20或者排出端口30。阀歧管80通过流体出口管道16被连接至出口端口20。排出端口30可以直接从阀歧管80延伸(或者通过附加管道被连接)至阀歧管80。在中间管道14或出口管道16中流动的流体可以通过阀歧管80从流体加热设备1中排放。

[0033] 如图3中图示出的，流体加热设备1包括外壳96。外壳96包括内壁98。第一热源40、第二热源50、阀歧管80和ECU90被安装到外壳96的内壁98上。第一热源40和第二热源50在外壳96内的紧凑布置准许在现有系统中的安装。此外，作为阀歧管80的操作的结果，流体加热设备1不会将低于预定温度的流体输送到排放设备3。

[0034] 图4图示出根据选定实施例的阀歧管。阀歧管80包括由ECU90操作的第一阀82、第二阀84和第三阀86。第一阀82被连接至流体管道14，第二阀84被连接至排出端口30，并且第三阀86被连接至出口管道16。第一阀82、第二阀84和第三阀86中的每一个可以是螺线管阀。此外，可以为阀歧管80中的每一个阀提供二通或三通螺线管阀。中间管道14或出口管道16中的流体可以通过阀歧管80的第一阀82、第二阀84和第三阀86的操作被导向至出口端口20或排出端口30。

[0035] 如图2中图示出的，ECU90与激活开关5、第一热源40、第二热源50、流量传感器60、阀歧管80和第一温度传感器82通信。如上面描述的，第一阀82、第二阀84和第三阀86各自可以是通过来自ECU90的信号操作的螺线管阀。在操作期间，当激活开关5被操作时，信号被发送至ECU90以提供高温流体。ECU90操作阀歧管80以将出口管道16中的流体排放到排出端口30，并且从流量传感器60获取读数。当确定流率等于或高于预定流率时，提供在流量传感器
60中的流量开关激活第一热源40和第二热源50。ECU90从流量传感器60接收信号，并且控制给第一热源40和第二热源50的功率供给，并且依照由第一温度传感器92检测到的温度，操作阀歧管80。

[0036] 当流量传感器60检测到流率高于预定流率、例如0.5gpm(美制加仑每分钟)并且由第一传感器92检测到的温度低于预定温度时，控制90操作阀歧管80以通过排出端口30将流体从流体管道14排放。为了使流体达到预定温度，ECU90可以使用来自第一温度传感器92的读数来确定要供给至第一热源40和第二热源50的功率的量。ECU90打开第一阀82和第二阀84，并关闭第三阀86以将流体从流体加热设备1排放至排出端口30。当由温度传感器92检测到的温度高于预定温度时，控制单元90操作阀歧管80以通过出口端口20将流体排放。ECU90打开第一阀82和第三阀86，并关闭第二阀84，以通过出口端口20将流体从流体加热设备1排放到流体排放设备3。可以在排放设备3中提供阀(未示出)以分配通过出口端口20供给的流体。排放设备3还可以包括双运动传感器，以用于在检测到双运动之后分配流体。

[0037] 在其中阀歧管80将流体从出口管道16排放到排出端口30的操作期间，ECU90操作阀歧管80以关闭第一阀82，并打开第三阀86和第二阀84。在其中第一传感器92检测到中间管道14中的温度小于预定温度的操作期间，ECU90操作阀歧管80以打开第一阀82和第二阀84，并关闭第三阀86，以通过排出端口30将中间管道14中的流体排放。排出端口30可以被连接至与入口端口10或入口管道12连接的管道，以便使尚未高于预定温度的流体再循环回到流体加热设备1中，以被再次加热并递送到流体排放设备3。

[0038] 在选定实施例中，ECU90可以包含在激活开关5的操作之间的时间，以或者先行将流体从出口管道16排出到排出端口30，或者在没有激活开关5的操作下，允许阀歧管80自动地将流体从出口管道16排出。在第一情况中，当ECU90确定操作激活开关5之间的时间周期低于预定时间限制时，阀歧管80不会将出口管道16中的流体排出到排出端口30。出口管道16中的流体于是将被供给至排放设备30。这仅在中间管道14中的温度处于预定温度，并且阀歧管80的第一阀82和第三阀86由ECU90打开的情形下才会发生。这可能在开关被连续地操作多次的情形下是有利的。由于阀歧管80被较少次地操作，所以流体加热设备1在时间周期内的总体效率随着连续操作的频率上的增加而增加。在其他情况中，ECU90可以确定从激活开关5的前一操作起已过去的预设时间。ECU90将在预设时间的结束时自动地操作阀歧管
80以打开第二阀84和第三阀86，以将出口管道16中的流体排出到排出端口30。

[0039] ECU90可以包括：调整器(诸如电位计、变阻器、编码器开关或瞬时开关/跳线等)以控制设定点；和用于如下中的每一个的输入/输出(I/O)：将信号发送到用于交流电流的固态开关三极管(TRIAC)(控制热源并将它们打开和关闭的固态开关)、读取来自流量传感器60的信号、和读取第一温度传感器92。ECU90可以包括用于阀歧管80的第一阀、第二阀和第三阀中的每一个的(I/O)。ECU90可以包含脉冲宽度调制(PWM)、脉冲密度调制(PDM)、相位控制或前面三种方法的组合和比例积分微分(PID)控制以管理到第一和第二热源(40，50)的功率。ECU90可以读取用于预定温度的设定点和由第一温度传感器92检测到的温度，并且基于温度之间的偏差选取功率水平。为了获得设定点，PID控制环可以与PWM环、脉冲密度调制(PDM)、相位控制或前面三种方法的组合一起实施。

[0040] 关于如图1中图示出的激活开关5，在选定实施例中，激活开关5作为安全措施直接启动阀歧管80的操作。这确保当阀歧管中的阀中的一个故障时，不会发生进一步损坏流体加热设备1的系统故障。此外可以提供安全措施，以便防止当用户不经意地操作激活开关5或没有意识到操作的结果(诸如小孩)时热流体的即时排放。这样的安全机制可以包括时间延迟或者激活开关5被操作的要求，即被按压持续预定时间量。激活开关5还可以包括用于启动流体加热设备1的操作的双运动传感器。这些安全机制可以防止小孩通过短暂地触摸激活开关5而激活热水并使他们自己处于危险之中。

[0041] 图1的流体加热系统的一个优点是在待机操作模式中，向流体加热设备1供电所要求的最小待机功率。具体地，所要求的功率是最小的(例如，0.3瓦特)以监测传感器、系统开/关按钮和控制阀歧管80中的阀(82、84、86)。此外，阀可以是螺线管阀，其被布置成使得它们将在流体加热设备处于待机模式时的周期期间处于非供电状态。最小待机功率提供了优于不经常使用的传统流体加热设备的另一优点。在其中在诸如24小时的时间周期内分配单个体积的流体的示例中，流体加热设备1可以使用最小量的功率(例如，24kJ至36kJ)，即使在供给到流体排放设备3之前，功率用于排出和/或部分加热和排出流体加热系统中的流体。另一方面，传统流体加热设备可能会在相同的周期内使用相当大(例如，2000kJ)的功率量。

[0042] 图5图示出其中阀被单独地管接到一起的阀歧管180。如图4中图示出的，第一阀182包括被连接至流体管道114的第一端口182’，和被连接至T型配件198的第二端口182”。
第一阀由第一致动器192致动以打开和关闭。第二阀184包被连接至T型配件198的第一端口
184’，和被连接至排出端口(未示出)的第二端口184”。第二阀184由第二致动器194致动以打开和关闭。第三阀186包括被连接至T型配件198的第一端口186’，和被连接至出口端口(未示出)的第二端口186”。第三阀186由第三致动器196致动以打开和关闭。在另一选定实施例中，第一阀82可以被安装在第二阀184和第三阀186的上游。

[0043] 图6图示出根据另一选定实施例的流体加热系统。在图6中图示出的流体加热系统中，提供了流体加热设备201。由图6的流体加热系统提供了相对于本文中描述的其他选定实施例所描述的优点中的许多优点。流体加热设备201包括入口端口210、出口端口220、第一热源240、第二热源250、歧管270和ECU290。另外，第一控制阀204和泵206在第一温度传感器292的下游，并且第二控制阀208和第二温度传感器222被提供在第一热源240和第二热源250的上游。泵206被连接至第二控制阀208。

[0044] 第一控制阀204和第二控制阀208中的每一个控制阀是三通螺线管阀。在断电状态下，第一控制阀204和第二控制阀208将流体从入口端口210导向至出口端口220。在通电状态下，第一控制阀204和第二控制阀208将流体从歧管导向至泵206。由ECU290供给功率的泵206使流体循环通过包括第一热源240和第二热源250的闭环。

[0045] 在操作期间，当排放设备3被操作时，第一温度传感器292发送指示了在歧管270下游的流体加热设备201中的流体的温度的信号。如果流体加热设备201中的流体的温度(可能由于流体排放设备3分配处于特定温度时的流体的最近操作产生)处于期望温度，则ECU290将向第一热源240和第二热源250供给功率。ECU290将操作第一控制阀204和第二控制阀208以处于断电状态，并且流体将从入口端口210通过热源流动至出口端口220和排放设备3。

[0046] 在图6的流体加热系统中，当流体排放设备3被操作并且由第一温度传感器292检测到的温度低于期望温度时，第一控制阀204被通电且将流体导向至由ECU290激活的泵206。泵206将流体输送至第二控制阀208，该第二控制阀处于通电状态以提供闭环流体路径，并且将流体往回导向通过第一热源240和第二热源250。随着流体在由第一控制阀204和第二控制阀208提供的闭环配置中流动，ECU290将激活第一热源240和第二热源250。ECU290将使用来自第二温度传感器222的读数来控制给第一热源240和第二热源250的功率供给。
当第一温度传感器292检测到流体的温度处于期望温度时，ECU290操作至少控制阀(204、
208)以处于断电状态并停止给泵206的功率供给。作为结果，流体由处于断电状态的第一控制阀204从歧管270导向至出口端口220。ECU290可以包含在第一温度传感器292检测到流体处于期望温度的第一时间与时间延迟的结束之间的预设时间延迟。在操作流体加热设备
201递送流体到流体排放设备3之前，ECU290可以通过使控制阀(204、208)断电并停止给泵
206的电力供给来等待要过去的时间延迟周期。时间延迟可以由ECU290基于第一温度传感器292和第二温度传感器222的温度读数来预设或确定。

[0047] 图7图示出根据另一选定实施例的流体加热系统。在图7中图示出的流体加热系统中，提供了流体加热设备301。与图1的流体加热设备相似，图7的流体加热设备301包括入口端口310、出口端口320、第一热源340、第二热源350、流量传感器360、歧管370、阀歧管380、第一温度传感器392、流量调节器394和ECU390。另外，流体加热设备301提供有在阀歧管380下游的第二温度传感器302。第二温度传感器302被提供在流体加热设备301中的出口管道316内。第二温度传感器302向ECU390发送指示出口管道316中的流体的温度的信号。

[0048] 流体加热设备301可以由ECU390以两种主要模式来操作。在第一模式中，流体加热设备301以与图1中图示出的流体加热设备101相同的方式操作。当激活开关5被操作时，ECU390操作阀歧管380以自动地将出口管道316中的流体排放至排出端口。在出口管道316中的流体被排放并且流量传感器360检测到处于预定流率的流体流之后，由ECU390依照由第一温度传感器392检测到的温度来操作第一热源340、第二热源350和阀歧管380。

[0049] 在第二操作模式中，当激活开关5被操作时，控制单元390从第二温度传感器302获取读数。当第二温度传感器302检测到出口管道316中的流体的温度低于预定温度时，ECU操作阀歧管380以将流体从出口管道316排放。另外，当出口管道316中的流体的温度高于预定温度或者出口管道316通过排出端口330已排空，且流体管道314中的流体的温度高于预定温度时，控制单元390操作阀歧管380以通过出口端口320将流体排放。ECU390打开第一阀382和第三阀386，并关闭阀歧管380的第二阀384以将流体从流体加热设备301排放至流体加热设备3。

[0050] 当出口管道316中的流体的温度在激活开关5被操作时高于预定温度时，流体加热设备301立即将流体供给至流体排放设备3。当出口管道316中的流体低于预定温度时，在排放设备3排放流体之前，存在有足以通过排出端口330将流体从出口管道316排出的时间延迟。当阀歧管380上游(在中间管道314中)的加热设备301中的流体低于预定温度时，在激活开关5被操作之后存在另一时间延迟，以便使流体被加热至等于预定温度的温度。需注意的是，使用排出端口330的两个操作都可能要求在流体加热设备301将流体排放至流体排放设备3之前进行。

[0051] 图8图示出根据另一选定实施例的流体加热系统。在图8中图示出的流体加热系统中，流体加热设备401被提供并包括入口端口410、出口端口420、排出端口430、第一热源440、第二热源450、流量传感器460、歧管470、阀歧管480、第一温度传感器492、流量调节器
494和ECU490。阀歧管480包括在调节器494下游的第一阀482、第二阀484和第三阀846。另外，流体加热设备401包括被连接至第三阀486的第二温度传感器402，和被连接至阀歧管
480的第二阀484的第一控制阀404。第一控制阀404被连接至排出端口430和泵406的入口。
泵406的出口被连接至在入口端口410下游且在第三温度传感器422上游的第二控制阀408。
流量传感器460在第三温度传感器422的下游。

[0052] 在第一操作模式中第一控制阀404和阀歧管480被操作以在阀歧管480与排出端口430之间提供流体通路。ECU490可以以两个子模式中的一个子模式来操作流体加热设备
401，该两个子模式与上面相对于图8的流体加热设备301描述的两种操作模式相同。在一个子模式中，当激活开关5被操作时，ECU490自动地操作阀歧管480以将流体从出口管道416导向至排出端口430。在另一子模式中，在排出出口管道416之前，ECU490管道从第二温度传感器402获取读数。

[0053] 在第二操作模式中，阀歧管480、第一控制阀404和第二控制阀408被操作以提供闭环流体路径。在该操作模式中，阀歧管480和第一控制阀404将流体导向至由ECU490激活的泵406。泵406将流体输送至第二控制阀408，该第二控制阀被操作以将流体往回导向通过第一热源440和第二热源450。ECU490将随着流体在闭环配置中流动而激活热源(440、450)，并且从第三温度传感器422获取读数以控制给热源(440、450)的功率供给。当第一温度传感器492检测到流体的温度处于期望温度时，ECU490操作阀歧管470和控制阀(404、408)以将流体导向至出口端口420，并且停止到泵406的功率供给。如图6的流体加热设备201中那样，在操作流体加热设备401以将流体递送至流体排放设备403之前，并在流体被检测到处于期望温度之后，ECU490可以等待要过去的时间延迟周期。时间延迟可以由ECU490基于第一温度传感器492和第三温度传感器408的温度读数来预设或确定。

[0054] 图9示意性地图示出根据另一示例的流体加热系统。图9的流体加热系统包括流体加热设备901、可以是水龙头、龙头或其他流体分配器的流体排放部3和激活开关5，该激活开关5可以包括如本文描述的按压式按钮、触摸感应表面、红外线传感器等。流体加热设备901包括入口端口910和出口端口920。入口端口910通过入口管道912被连接至流量传感器
960。流量传感器960分别通过第一热源入口942和第二热源入口952被连接至第一热源940和第二热源950。还可以提供入口歧管(未示出)以将从流量传感器960延伸的线路连接至各热源入口。虽然图9中图示出两个热源，但可以提供单个热源或多于两个的热源。歧管970被连接至第一热源入口944和第二热源入口954以及中间流体管道914。第一温度传感器992被安装在中间流体管道914中。第二温度传感器993和第三温度传感器995被分别安装在第一热源940和第二热源950中。第四温度传感器997被安装在入口管道912中。中间流体管道914被连接至与阀歧管980连接的调节器994。阀歧管980通过出口管道916被连接至出口端口
920。出口端口920通过流体管道被连接至流体排放3。另外，流体加热设备901包括操作阀歧管980、第一热源940和第二热源950的ECU。

[0055] 在操作期间，当激活开关5被操作时，流体加热设备901可以操作第一热源940和第二热源950，以从连接至入口端口910的流体供给(未示出)供给处于高温(例如200°F或对应于刚低于一种类型的流体的沸点的任何其他温度)的流体而没有大的时间延迟。第一热源940和第二热源950可以包括通过激活裸线元件的加热，如美国专利号7,567,751B2和美国专利申请号13,943,495中的至少一个中所描述的，这些文献中的每一个通过引用并入本文。图9的流体加热系统能够在激活开关5的操作时迅速地加热流体，而不需要保持流体供给的箱。流体加热设备901有利地是紧凑的并且可以容易地被安装在现有系统中，包括了例如用于在住宅、商业或厨房内的水槽的流体分配器。因为流体加热设备901不要求流体箱，所以对于安装要求较少空间。

[0056] 图10图示出部分被包围在外壳996中的根据本公开的流体加热设备901。在图10中外壳996的前盖已去除。入口端口910通过入口管道912被连接至具有第二温度传感器993的第一热源940和具有第三温度传感器995的第二热源950。从入口管道912流动到第一热源940和第二热源950中的流体的流率通过流量传感器960来检测。流量传感器960包括当检测到最小流率(例如，0.5gpm)时向第一热源940和第二热源950发送信号的流量开关(未示出)。流量传感器960可以包括磁性开关，并且可以被安装在入口管道912内。一旦由流量传感器960中的流量开关激活并且在接收信号时，ECU990就调节给第一热源940和第二热源
950的功率供给(例如，ECU990可以通过脉冲宽度调制(PWM)调节供给至热源的电流)。在选定实施例中，流量传感器960可以向ECU990发送信号，并且除了激活当前功率供给之外，ECU990可以配置成通过提供或中断功率供给而打开和关闭第一热源940和第二热源950。

[0057] 流体歧管970通过中间流体管道914被连接至阀歧管980。第一温度传感器992和流量调节器994被提供在中间流体管道914内。第一温度传感器992向ECU990发送指示了直接地从第一热源940和/或第二热源950流动的流体的温度的信号。流量调节器994可以包括手动操作的球阀或自调整在线流量调节器。在球阀的情况中，球阀可以被手动地设定为对应于给定流率的压力。在在线流量调节器的情况中，在线流量调节器依赖于中间管道914中的流体的流率来调整，并且可以包含直接限制流量的O型圈。

[0058] 流量调节器994可以以预定流率调节从第一热源940和第二热源950流动的流体的流率。预定流率可以对应于最小流率，在最小流率处，流量传感器960中的流量开关将发送信号以激活第一热源940和第二热源950(一旦流量传感器960检测到等于或大于最小流率的流率)。将流量调节器994安装在中间管道914中的优点在于，可以避免第一热源940和第二热源950中的压降。维持热源中的高压力减小了流体蒸发的机会，流体蒸发会在操作期间在热源中创建蒸汽的袋并引起加热源中的相应加热元件故障。

[0059] 另外，预定流率也可以对应于最大流率，在最大流率处，加热源940&950提供充分的温升和已加热流体的有用流动，例如至少180°F的水的稳定流动，。

[0060] 例如，对于12kW左右的热源940&950(6kW用于940并且6kW用于950)的额定功率并且对于147°F左右的入口端口910与出口端口920之间的温升，最大流率可以是0.55gpm左右。最大流率可以通过以下等式来确定：

[0061]

[0062] 假设33°F是将流过单元的最冷液体水，流量限制器将被大小标定为0.55gpm。对于该情形标定流量限制器的大小的附加益处是允许最大流率同时维持热水的质量。

[0063] 流体被从流体歧管970通过中间管道914和流量调节器994输送至阀歧管980，并且可以受制于流量调节器994和来自ECU990的信号，由阀歧管980导向至出口端口920。阀歧管980通过流体出口管道916被连接至出口端口920。在中间管道914或出口管道916中流动的流体可以通过阀歧管980从流体加热设备901被排放。

[0064] 如图10中图示出的，流体加热设备901包括外壳996。外壳996包括内壁998。第一热源940、第二热源950、阀歧管980和ECU990可以被安装到外壳996的内壁998上。第一热源940和第二热源950在外壳998内的紧凑布置准许在现有系统中的安装，现有系统例如用于住宅、商业或厨房内的水槽的流体分配器。

[0065] 此外，作为ECU990操作阀歧管580、第一热源940和第二热源950的结果，流体加热设备901不会将低于预定温度的流体输送至排放设备3。ECU990将来自通过第一温度传感器992、第二温度传感器993、第三温度传感器995、第四温度传感器997或其组合提供的信号的流体的温度与预设或预定温度进行比较。

[0066] 图11图示出根据另一示例的阀歧管980。阀歧管980包括由ECU990操作的第一阀982。第一阀982的入口被连接至流体管道914而第一阀982的出口被连接至出口管道16。第一阀982可以是螺线管阀。在中间管道914或出口管道916中的流体，可以通过阀歧管980的第一阀982的操作被保持或导向至出口端口。可选地，阀歧管980和第一阀982可以用单个阀替换。

[0067] 如图9中图示出的，ECU990与激活开关5、第一热源940、第二热源950、流量传感器960、阀歧管980、第一温度传感器992、第二温度传感器993、第三温度传感器995和第四温度传感器997通信。如上面描述的，第一阀982可以是通过来自ECU990的信号操作的螺线管阀。
在操作期间，当开关5的激活被操作时，流量传感器960向ECU990发送信号以提供高温流体。

[0068] ECU990操作阀歧管980以将流体保持在出口管道916中。在通过第一温度传感器992、第二温度传感器993、第三温度传感器995和第四温度传感器997中的至少一个的读数确定流体温度小于预定温度时，ECU990激活第一热源940和第二热源950。ECU990接收来自激活开关5的信号并控制到第一热源940和第二热源950的功率供给，并且依照由第一温度传感器992、第二温度传感器993和第三温度传感器995中的至少一个温度传感器检测到的温度来操作阀歧管980。

[0069] 为了使流体达到预定温度并确定要供给至第一热源940和第二热源950的功率的量，除了或代替来自第一温度传感器992、第二温度传感器993、第三温度传感器995中的至少一个的读数，ECU990还可以使用来自第四温度传感器997的流体温度的读数和/或来自流量传感器960的流体流率的读数。当由第二温度传感器993和/或第三温度传感器995检测到的温度高于预定温度时，控制单元990操作阀歧管980以通过出口端口920将流体排放。根据第一温度传感器992、第二温度传感器993、第三温度传感器995或其组合的读数，ECU990打开阀982以通过出口端口920将流体从流体加热设备901排放至流体排放设备3。阀(未示出)可以被提供在排放设备3中，以分配通过出口端口920供给的流体。当流体流动开始时，流量传感器960验证流率高于预定流率、例如0.5gpm，并且向ECU990发送信号。ECU990使用该信号连同来自第一温度传感器992、第二温度传感器993、第三温度传感器995、第四温度传感器997或其组合的读数来确定随着流体流动继续加热流体的功率的量。

[0070] 第一温度传感器992、第二温度传感器993、第三温度传感器995和第四温度传感器997提供沿着通过流体加热设备901的流体路径的温度读数。流体的这样的温度读数使得能够更精确且更高效地操作流体加热设备901。例如，具有如由第四温度传感器997提供的从热源940和950上游的流体温度的读数和如由第一温度传感器992提供的从热源940和950下游的流体温度的读数可以用于精确地确定需要由热源940和950产生的热的量。另外，如分别由第二温度传感器993和第三温度传感器995提供的在热源940和950内侧的流体温度的读数可以用于验证需要由热源940和950高效地产生的热的量。

[0071] 除了来自第一温度传感器992、第二温度传感器993、第三温度传感器995的读数之外，ECU990可以从由第四温度传感器997提供的信号读取流体的入口温度和入口温度变化。ECU990可以入口温度和入口温度变化与预设温度组合使用来确定期望的温升。接着ECU990可以使用期望的温升和由流量传感器960提供的流率来确定要供给至第一热源940和第二热源950的功率的量。

[0072] 例如，为了确定供给至第一热源940&950的功率或负载的量，ECU990可以使用期望的温升与流率之间的以下关系：

[0073]

[0074] 流体加热设备901的出口端口920可以放置在与排放设备3相距预定距离处。该预定距离可以被确定为使得出口端口920与排放3之间的流体管道包含充分小体积的未加热流体(例如处于室温T管道)，以基本上不改变从出口端口920离开的流体的温度T20。例如，如果预定距离对应于1fl.Oz的未加热流体的体积，并且要分配的流体的体积是8fl.Oz，则所分配的流体的合成温度可以描述如下：

[0075]

[0076] 如果假设T20是200°F的平均值并且假设T管道是68°F的平均值，那么T合成将是183.5°F。该温度对于近沸腾水的多数预期用途、即卫生设备、热巧克力、泡茶、速溶咖啡等等是充分的。换言之，如果要以200°F的平均温度分配8fl.Oz的总体积，则这样的体积将造成小于20％的温度减小。相似地，出口端口920与阀982之间的流体管道916的长度可以被最小化，以限制归因于与流体管道916内可能含有的未加热流体的混合而导致的热损失。

[0077] 热源940&950与分配点3之间的管道线路也可以由诸如铜合金或不锈钢合金等的具有良好导热性的材料构成，用于即使当流体不在加热设备901内侧流动时，使热从热源940&950传递至分配点3。这样的特征维持管道线路内侧的流体的热并且使流体的第一次抽取期间的温度损失最小化。管道线路也可以用诸如泡沫或纤维玻璃织物的热绝缘材料隔热，以防止到环境的损失并增加加热设备901的性能和效率。

[0078] 此外，ECU990可以基于来自第一温度传感器992的温度读数来操作阀982，以补偿归因于出口端口920与排放3之间的流体管道或流体加热设备901的任何其他部件中含有的未加热流体而导致的在流体温度上的减小。

[0079] ECU990可以包括：调整器(诸如电位计、变阻器、编码器开关或瞬时开关/跳线等)以控制设定点；和输入/输出(I/O)，用于将信号发送到用于交流电流的固态开关三极管(TRIAC)(控制和激活第一热源940和第二热源950的固态开关)中的每一个。ECU990可以包括用于阀歧管980的第一阀的(I/O)，以及用于读取来自流量传感器960、第一温度传感器992、第二温度传感器993、第三温度传感器995和第四温度传感器997的信号的至少一个(I/O)。ECU990可以包含脉冲宽度调制(PWM)、脉冲密度调制(PDM)、相位控制或前面三种方法的组合和比例积分微分(PID)控制以管理到第一和第二热源(940，950)的功率。ECU990可以读取用于预定温度的设定点和由第一温度传感器992、第二温度传感器993和/或第三温度传感器995检测到的温度，并且基于温度之间的偏差选取功率水平。为了达到设定点，PID控制环可以与PWM环、脉冲密度调制(PDM)、相位控制或前面三种方法的组合一起实施。

[0080] 可以设置安全措施以便防止当用户不经意地操作激活开关5或没有意识到操作的结果(例如小孩)时，热流体的即时排放。这样的安全措施可以包括时间延迟或者激活开关5被操作的要求，即被按压持续预定时间量。激活开关5还可以包括用于启动流体加热设备901的操作的双运动传感器。这些安全机制可以防止小孩通过短暂地触摸激活开关5而激活热水并使他们自己处于危险之中。

[0081] 图9的流体加热系统的一个优点是在待机操作模式中向流体加热设备901供电所要求的最小待机功率。具体地，所要求的功率是最小的(例如，0.3瓦特)以监测传感器、系统开/关按钮和控制阀歧管980中的阀982。此外，阀982可以是螺线管阀，其被布置成使得它们将在流体加热设备处于待机模式时的周期期间处于非供电状态。最小待机功率提供了优于不经常使用的传统流体加热设备的另一优点。在其中在诸如24小时的时间周期内分配单个体积的流体的示例中，流体加热设备901可以使用最小量的功率(例如，24kJ至36kJ)，即使在供给到流体排放设备3之前，功率用于部分加热流体加热系统中的流体。另一方面，传统流体加热设备可能会在相同的周期内使用相当大(例如，2000kJ)的功率量。

[0082] 图12图示出如图10图示出的被包含在外壳996上的根据一个示例的流体加热系统。在图12中图示出的流体加热系统中，流体加热设备1201被提供并且包括入口端口1210、出口端口1220、第一热源1240、第二热源1250、流量传感器1260、歧管1270、第一温度传感器1292、第二温度传感器1293、第三温度传感器1295、第四温度传感器1297、流量调节器1294和ECU1290。

[0083] 此外，流体加热设备1201提供有存在传感器1302、温度选择器1304和可编程时钟1306。存在传感器1302可以是诸如红外线检测器、运动传感器或开关垫的能够检测用户的存在的任何设备，存在传感器1302向ECU1390发送信号，该信号指示了在流体排放3周围的预定区域内侧的某人的存在。温度选择器1304可以是向ECU1390指示期望的温度的任何种类的机械或电气可变输入开关。例如，温度选择器1304可以具有与数字恒温器形似的外观，并且可以包括期望温度的数字显示，以及按压式按钮以输入和调整期望的温度。可编程时钟1306向ECU1290发送指示期望的使用时间的信号。期望的使用时间可以由用户直接在可编程时钟1306上输入，并且可以对应于将需要加热流体的近似时间(例如清晨)。

[0084] 存在传感器1302、温度选择器1304和可编程时钟1306可以放置在流体加热设备1201的外壳996上(见图10)，并且是流体加热设备1201的内部部件。虽然未图示出，但存在传感器1302、温度选择器1304和可编程时钟1306中的至少一个也可以放置在与流体加热设备1201远离的战略远程位置，并且通过有线或无线连接与ECU1390通信。例如，这些战略位置中的一个可以是包含流体加热设备1201的浴室的入口、或者包含流体加热设备1201的水槽柜的前部。

[0085] 流体加热设备1201可以由ECU1290以至少三种操作模式来操作。

[0086] 在第一操作模式中，ECU1290经由温度选择器1304获取由用户选择的期望温度的读数，并且使加热设备1201维持在期望温度。

[0087] 可选地，ECU1290可以使加热设备1201维持在期望温度，只要开关5被激活并且ECU从流量传感器1260接收到指示流率高于预定流率的读数。

[0088] 在第二操作模式中，当可编程时钟1306向ECU1290发送指示了对于已加热流体的可能的需求的信号时，ECU1290经由温度选择器1304获取由用户选择的期望温度的读数。接着，ECU1290使加热设备1201维持在期望温度持续预定时间长度，此后，ECU1290停用第一热源1240和第二热源1250的电流的供给。预定时间长度可以由用户设定或者由制造商在可编程时钟1306上或由ECU1290预设。

[0089] 除了预定时间长度之外，ECU1290可以使加热设备1201维持在预定温度，只要开关5被激活和/或ECU从流量传感器960接收到指示流率高于预定流率的读数。

[0090] 在第三操作模式中，当存在传感器1302向ECU1290发送指示了预定区域内用户的存在的信号时，ECU1290经由温度选择器1304获取由用户选择的期望温度的读数。接着，ECU1290在存在传感器1302检测到用户的情况下，使加热设备1201维持在期望温度，并且在存在传感器1302未检测到用户之后持续预定时间长度，此后ECU1290停用第一热源1240和第二热源50的电流的供给。

[0091] 除了预定时间长度之外并且如第一和第二操作模式中那样，ECU1290可以使加热设备1201维持在预定温度，只要开关5被激活和/或ECU从流量传感器1260接收到指示了流率高于预定流率的读数。

[0092] 在第四操作模式中，当流量传感器960向ECU990发送指示了流率低于预定阈值的信号时，ECU990使加热设备901维持在包括期望温度的预定温度范围内。加热设备901在预定温度范围内的维持可以基于来自第二温度传感器993和/或第三温度传感器995的读数。例如，当期望温度是200°F时，预定范围内的温度可以是在180°F与220°F之间。

[0093] 第四操作模式提供了使加热设备901的所有元件(例如流体管道916、热源940&950和流体)维持接近期望温度、处于对于已加热流体的需求来说准备就绪的状态的优点。归因于从热源940&950的热扩散，靠近热源出口944&954的元件(例如第一阀982)可能具有接近预定范围或在预定范围内的温度，而远离热源出口944&954的元件(例如出口端口920)可能具有在预定范围内或接近室温的温度。由于加热设备901的元件位于远离热源940&950的位置，例如以第一阀982、歧管980、流体管道916和出口端口920的顺序，所以它们各自的温度从期望的温度向室温逐渐减小。

[0094] 结果，当由ECU990检测已加热流体的需求时，归因于该第四操作模式，归因于与加热设备901中可能含有的未加热流体的混合而导致的热损失被最小化，并且在从分配点3获得处于期望温度的流体时的延迟被大大地减小。

[0095] 此外，在从分配点3获得处于期望温度的流体时的延迟也可以通过使流体管道916中含有的流体的体积最小化来减小，例如使流体管道916的长度和/或直径最小化。此外，在从分配点3获得处于期望温度的水时的延迟可以通过将管道流体管道916靠近热源940&950放置以捕获由热源940&950扩散的热来减小。

[0096] 在第四操作模式的可选示例中，加热设备901可以排除有或没有歧管980的第一阀982。例如，出口管道916可以被直接连接至中间流体管道914，并且流体可以被从流量调节器994输送到出口端口920，而不通过阀歧管980和/或阀982。排除阀歧管980和/或阀982可以造成限制加热设备901中使用的元件的数目并且使加热设备901更小、更有成本效益且更可靠。

[0097] 流体加热设备1201可以以组合了第一模式、第二模式、第三模式和/或第四模式的可选操作模式来操作。例如，在可选操作模式中，开关5一被激活并且流量传感器1260指示流率高于预定流率，或者可编程时钟1306一向ECU1290指示对于已加热流体的可能的需求，或者存在传感器1302一向ECU1290指示预定区域内侧的用户的存在，ECU1290就可以使加热设备1201在预定时间长度期间维持在预定温度。

[0098] 图13和图14图示出流体加热设备901的第五操作模式。在一个示例中，加热系统901可以被配置成以第五操作模式使用，以增强和/或提供对预热流体的补充加热步骤。预热流体可以从诸如中央热水分布系统的预先存在的热流体源供给。

[0099] 加热设备901可以安装成与预先存在的热流体源的热流体管道1410旁路，热流体源为分配设备1420(例如水龙头)给送预热流体管道。例如，加热设备901可以安装在入口旁路管道1412与出口旁路管道1414之间。

[0100] 入口旁路管道1412可以包括被连接至加热设备901的入口端口910的第一末端、和经由转向阀1422被连接至热流体管道1410的第二末端。转向阀1422可以是螺线管，被配置成从旁路位置接合到通过位置(反之亦然)，其中在旁路位置中，预热流体在到达分配设备1420之前，间接地通过加热设备901，而在通过位置中，预热流体直接到达分配设备1420而不通过加热设备901。

[0101] 出口旁路管道1414可以包括被连接至加热设备901的出口端口920的第一末端、和在转向阀1422之后被连接至热流体管道1410的第二末端。

[0102] 加热设备901还可以包括放置在热源940&960之前且可由ECU1290控制的内部流量限制器994a，以使在加热设备901内侧流动的流体维持在最佳流率，即加热设备901最有效地将流体加热至期望温度的流率。例如，最佳流率可以基于期望的温升和供给至热源940&950的功率的量来计算。

[0103] 在第五操作模式中，首先净化热流体管道1410。例如，用户可以激活分配设备1420以去除热流体管道1410中可能存在的未加热流体。

[0104] 接着在用户的第一动作下，开关5可以向转向阀1422发送第一信号并向ECU1290发送第二信号。第一信号可以被配置成使转向阀1422从通过位置关联到旁路位置，而第二信号可以被配置成向ECU1290指示预热流体需要被加热至期望温度。

[0105] 接着，ECU1290可以基于期望的温度和来自第一温度传感器992、第二温度传感器993、第三温度传感器995和第四温度传感器997、流量传感器960或其组合的读数来激活和调节供给至加热源940&950的功率。

[0106] 另外，ECU1290可以激活内部流量限制器994a以维持流体加热设备901内侧的最佳流率。可选地，流量限制器994可以是初始配置成将流量限制在最佳流率并且不要求来自ECU1290的控制信号的在线机械流量限制器。

[0107] 最后，在用户的第二动作下，开关5可以向转向阀1422发送第三信号并且向ECU1290发送第四信号，其中第三信号可以被配置成使转向阀1422从旁路位置关联至通过位置，而第四信号可以被配置成向ECU1290指示关闭热源940&950。

[0108] 可选地，如图14中图示出的，出口旁路管道1414的第二末端可以被连接至专用分配设备1426。此外，专用分配设备1426可以包括集成开关或传感器，使得专用分配设备1426一被激活处于打开位置并且在加热设备901中一出现流体流动，该集成开关或传感器就发送第一信号和第二信号，以及专用分配设备1426一被激活处于关闭位置并且流体流动一停止，该集成开关或传感器就发送第三信号和第四信号。

[0109] 由于对于第五操作模式使用了预热流体而不是如其他操作模式那样的未加热流体(例如处于室温的流体)，通过第五操作模式实现的温升可能不如通过其他操作模式实现的温度重要。结果，第五操作模式中的加热设备901的元件(例如热源940&950和电路)和电气安装不要求建造和/或选择成承受与其他操作模式所要求的相同的高水平的苛刻使用。作为结果，用于第五操作模式的加热设备901的元件可以更小且更有成本效益。

[0110] 例如，第五操作模式可能要求在2.4kW与4.5kW之间的电力供给，以用于120°F与140°F之间的预热流体的入口温度、0.4gpm与0.5gpm之间的流率和180°F的期望温度。2.4kW的要求可以对应于120V-20A的电气系统，这可以从大多数美国家庭的标准电源插座得到。

[0111] 相反，其他操作模式可能要求在9kW与12kW之间的电力供给，以用于45°F与55°F之间的非预热流体的入口温度、0.4gpm与0.5gpm之间的流率和180°F的期望温度。12kW可能需要240V-50A的电气系统，这可能不容易和/或不可直接从标准电源插座使用。

[0112] 在第五操作模式的可选示例中，加热设备901可以排除有或没有歧管980的第一阀982。例如，出口管道916可以被直接连接至中间流体管道914，并且流体可以被从流量调节器994输送至输出端口920，而不通过阀歧管980和/或阀982。排除阀歧管980和/或阀982可以造成限制加热设备901中使用的元件的数量，并且使加热设备901更小、更有成本效益且更可靠。

[0113] 在所有操作模式中，为了使加热设备1201维持在期望的温度，ECU1290可以如本文描述的从第一温度传感器1292、第二温度传感器1293、第三温度传感器1295和第四温度传感器1297中的至少一个温度传感器获取读数。ECU1290可以根据来自第二温度传感器1293或第三温度传感器1295的读数来调节供给至第一热源1240或第二热源1250的功率。例如，ECU1290可以通过脉冲宽度调制(PWM)、脉冲密度调制(PDM)、相位控制或前面三种方法的组合来调节供给至热源的电流。

[0114] 例如，当由第二温度传感器1293或第三温度传感器1295检测到的温度基本上低于期望的温度(例如低于期望温度20％)时，ECU1290向第一热源1240和第二热源1250供给电流。当由第二温度传感器1293或第三温度传感器1295检测到的温度基本上高于期望的温度(例如高于期望温度20％)时，ECU1290将停用第一热源1240和第二热源1250的电流的供给。

[0115] ECU1290可以包括：调整器(诸如电位计、变阻器、编码器开关或瞬时开关/跳线等)以控制设定点；和用于如下中的每一个的输入/输出(I/O)：将信号发送到用于交流电流的固态开关三极管(TRIAC)(控制热源并将它们打开和关闭的固态开关)、读取来自流量传感器1260的信号、读取第一温度传感器1292、读取第二温度传感器1293、读取第三温度传感器1295、读取来自存在传感器1302的信号、读取来自温度选择器1304的信号和读取来自可编程时钟1306的信号。ECU1290可以包含脉冲宽度调制(PWM)、脉冲密度调制(PDM)、相位控制或前面三种方法的组合和比例积分微分(PID)控制，以管理到第一和第二热源(1240，1250)的功率。ECU1290可以读取用于预定温度的设定点和由第一温度传感器1292、第二温度传感器1293和/或第三温度传感器1295检测到的温度，并且基于温度之间的偏差选取功率水平。
为了获得设定点，PID控制环可以与PWM环、脉冲密度调制(PDM)、相位控制或前面三种方法的组合一起实施。

[0116] 图12的流体加热系统的一个优点是两种操作模式的即时性。利用图12的流体加热系统，开关5一被激活就可以在流体排放设备3处分配处于期望温度的已加热流体。在该流体加热系统中，在获得已加热流体之前不要求等待时间，因为加热设备601中含有的流体被持续地、或者在由ECU1290经由存在检测器1302或可编程时钟1306检测到对已加热流体的可能的需要的任何时候都被维持在期望的温度。

[0117] 图15是图示出根据一个示例ECU90的框图，与ECU290、390、590和690相似，ECU90用于实现本文所描述的流体加热设备1的功能。本领域技术人员将领会的是，本文所描述的特征可以适于在各种各样的设备(例如，膝上型电脑、服务器、电子阅读器、导航设备等)上实现。ECU90包括中央处理单元(CPU)9010和被连接至天线9001的无线通信处理器9002。

[0118] CPU9010可以包括一个或多个CPU9010，并且可以控制ECU90中的每一个元件以执行与通信控制和其他种类的信号处理相关的功能。CPU9010可以通过执行存储在存储器9050中的指令来执行这些功能。可选地或除了存储器9050的本地存储之外，功能可以使用存储在网络上访问的外部装置或非暂时性计算机可读介质上的指令来执行。

[0119] 存储器9050包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)或包括易失性和非易失性存储器单元的组合的存储器阵列。在执行本公开的处理和算法时，存储器9050可以被CPU9010用作工作存储器。此外，存储器9050可以用于长期数据存储。存储器9050可以被配置成存储信息和命令列表。

[0120] 控制器120包括作为内部通信总线的控制线CL和数据线DL。到/来自CPU9010的控制数据可以通过控制线CL来传输。数据线DL可以用于数据的传输。

[0121] 天线9001在基站之间发送/接收电磁波信号，该基站用于执行基于无线电(例如各种形式的蜂窝电话通信)的通信。无线通信处理器9002经由天线9001控制ECU90与其他外部设备之间的通信。例如，无线通信处理器9002可以控制用于蜂窝电话通信的基站之间的通信。

[0122] ECU90还可以包括显示器9020、触摸面板9030、操作键9040和被连接至天线9006的短距离通信处理器9007。显示器9020可以是液晶显示器(LCD)、有机电致发光显示面板或其他显示屏技术。除了显示静止和移动的图像数据之外，显示器9020还可以显示操作输入，例如可以用于ECU90的控制的数字或图标。显示器9020可以附加地显示用于用户控制ECU90的多个方面和/或其他设备的GUI。此外，显示器9020可以显示由ECU90接收的和/或存储在存储器9050中的或从网络上的外部设备访问的字符和图像。例如，ECU90可以访问诸如因特网的网络，并且显示从网络服务器发送的文本和/或图像。

[0123] 触摸面板9030可以包括物理触摸面板显示屏和触摸面板驱动器。触摸面板9030可以包括一个或多个触摸传感器，触摸传感器用于检测在触摸面板显示屏幕的操作表面上的输入操作。触摸面板9030还检测触摸形状和触摸区域。本文使用的短语“触摸操作”是指通过用诸如手指、拇指或触笔式仪器的指示对象，通过触摸触摸面板显示器的操作表面执行的输入操作。在触摸操作中使用触笔等的情况下，触笔可以至少在触笔的尖端处包括导电材料，使得包括在触摸面板930中的传感器可以检测触笔何时接近/接触触摸面板显示器的操作表面(与手指用于触摸操作的情况相似)。

[0124] 在本公开的某些方面，触摸面板9030可以被布置成与显示器9020相邻(例如，层叠)或者可以与显示器9020一体地形成。为了简单起见，本公开假设触摸面板9030与显示器9020一体地形成，并因此本文所讨论的示例可以描述在显示器9020的表面而不是触摸面板
9030上执行的触摸操作。然而，本领域技术人员将领会的是，这不是限制性的。

[0125] 为了简单起见，本公开假设触摸面板9030是电容式触摸面板技术。然而，应领会的是，本公开的多个方面可以容易地应用于具有可选结构的其他触摸面板类型(例如，电阻式触摸面板)。在本公开的某些方面，触摸面板9030可以包括在透明传感器玻璃的表面上沿X-Y方向布置的透明电极触摸传感器。

[0126] 操作键9040可以包括一个或多个按钮或相似的外部控制元件，其可以基于出自用户的检测到的输入来生成操作信号。除了来自触摸面板9030的输出之外，这些操作信号可以被供给至CPU9010，用于执行相关处理和控制。在本公开的某些方面，与外部按钮等相关联的处理和/或功能可以由CPU9010响应于触摸面板9030显示屏幕而不是外部按钮、键等上的输入操作来执行。以该方式，可以消除ECU90上的外部按钮以经由触摸操作执行输入来代替，由此改善了防水性。

[0127] 天线9006可以向/从其他外部设备发送/接收电磁波信号，并且短距离无线通信处理器9007可以控制在其他外部设备之间执行的无线通信。蓝牙、IEEE 802.11和近场通信(NFC)是可以用于经由短距离无线通信处理器9007进行的设备间通信的无线通信协议的非限制性示例。

[0128] 此外，ECU90可以被连接或包括可编程时钟1306、温度选择器1304和/或存在传感器1302。

[0129] 已描述了多个流体加热系统。然而，应理解的是，对本文所描述的流体加热系统进行的各种修改落入本公开的范围内。例如，如果所公开的技术的步骤以不同的顺序执行、如果所公开的系统中的部件以不同的方式来组合或者如果部件用其他部件替换或补充，则可以获得有利的结果。

[0130] 因此，前述讨论仅仅公开并描述了示例性实施例。相应地，本公开旨在是说明性的，但不是本文所描述的流体加热系统以及其他权利要求的范围的限制。包括本文教导的任何容易辨别的变体的本公开部分限定了前述权利要求术语的范围，使得创造性主题对于公众不是专用的。

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流体连结器、微流体芯片盒以及流体连结组件	2020-05-11	208
流体调节系统	2020-05-12	936
涡旋式流体设备	2020-05-12	801
流体流量调节器	2020-05-12	17
磁流体处理机组	2020-05-12	842
磁流体处理机组	2020-05-11	426
流体构件	2020-05-11	314
流体阻尼器	2020-05-11	803
低温陆用流体装卸设备	2020-05-13	1039
低温流体装卸臂	2020-05-12	827

流体加热系统和即时流体加热设备

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