一种快速冷却或加热装置以及快速调温的冷热饮系统的制作方法

本发明涉及液体温度控制技术，具体涉及一种快速冷却或加热装置以及快速调温的冷热饮系统。

背景技术：

目前国内外越来越多的在各种场合采用饮水机、咖啡机等装置来供应冷饮和热饮，这些装置其冷热供应方式大多是对液体容器直接进行整体加热或冷却，温度达标后待机停止加热或冷却，待机时温度变化过大后又重新加热或冷却，从而使其内部液体保持热或冷的状态。显然此类供应装置能耗过大，而且液体被反复加热或冷却，尤其是反复加热后再引用不利于人体健康；此外，这种传统的加热或冷却方式通常用到散热片、风扇、PTC半导体，在同等效率下具有空间大、成本高、能耗高的诸多缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足之处，提供一种快速冷却或加热装置，可用于饮水机、咖啡机等装置来快速供应冷饮和冷热饮。

为了实现上述目的，其技术方案具体如下。

一种快速冷却或加热装置，包括用来输送饮用液的中心管，以及同轴的套设在中心管出口、入口之间的外套管；中心管的出口设有第一温度传感器，外套管的一端连接至一个盛放了冷液或热液的循环槽，其另一端设有连接至该循环槽的循环水泵，循环水泵使冷液或热液与饮用液相反的流向在外套管与循环槽内循环；还设有连接循环水泵和第一温度传感器的控制器，其具有输入期望温度的输入装置；该控制器收到第一温度传感器的信号与期望温度对比，通过循环水泵调节冷液或热液的流速，使中心管的出口饮用液温度与期望温度接近或一致。

作为上述技术方案的改进，中心管的出口、入口之间设一到多个与控制器连接的第二温度传感器，该控制器收到第一温度传感器、第二温度传感器的信号与期望温度对比。

作为上述技术方案的改进，沿中心管在第二温度传感器前方或后方设有与中心管串联的三通电磁阀，三通电磁阀的管路接口分别连接前方和后方的中心管，以及新增的分段出水口，控制器连接三通电磁阀并控制饮用液流向后方的中心管或分段出水口，前方和后方的中心管上的外套管则通过中心管外的接头管连接。

作为上述技术方案的改进，循环槽内设有与控制器连接的第三温度传感器，控制器收到第三温度传感器的信号对循环槽内的冷液或热液进行温度监控。

本发明的另一目的是提供一种快速调温的冷热饮系统，其采用了上述方案中的一种快速冷却或加热装置，可快速、定量地提供泡茶、冲饮品、药剂及奶粉所需温度的热水或直接提供其他冷热饮，具体的技术方案如下。

快速调温的冷热饮系统，包括上述技术方案及其诸多改进中任一项所述的一种快速冷却或加热装置，还包括用于盛放被加热饮用液的容器，容器通过电磁阀连接所述一种快速冷却或加热装置的中心管的入口，电磁阀与控制器连接，控制器则设有控制电磁阀的开关，循环槽内盛放冷液。

较佳的，容器内设有与控制器连接的第四温度传感器和电热装置，控制器收到第四温度传感器的信号对容器内的被加热饮用液进行温度监控、以及控制电热装置将容器内的饮用液加热。

较佳的，容器与电磁阀之间通过恒流阀连接，恒流阀用于保持通往电磁阀的被加热饮用液流速恒定。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)所提供的一种快速冷却或加热装置能耗低，其加热或冷却方式简单高效，在同等效率下具有空间小、成本低、低噪声等诸多优点；

(2)采用所述一种快速冷却或加热装置的快速调温的冷热饮系统，非直饮水烧开可以消毒，烧开后的水可以非常快速的冷却到任何想要的常用的温度，以适用不同的饮品，可快速、定量地提供泡茶、冲饮品、药剂及奶粉所需温度的热水或直接提供其他热饮，有效减少了饮用液的加热次数，利于人体健康，保证最佳口感。

附图说明

图1是本发明的一种快速冷却或加热装置的结构示意图。

图2是本发明的快速调温的冷热饮系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种快速冷却或加热装置，包括用来输送饮用液的中心管1，以及同轴的套设在中心管1出口、入口之间的外套管2；中心管1的出口设有第一温度传感器31，外套管2的一端连接至一个盛放了冷液或热液的循环槽4，其另一端设有连接至该循环槽4的循环水泵5，循环水泵5使冷液或热液与饮用液相反的流向在外套管2与循环槽5内循环；还设有连接循环水泵5和第一温度传感器31的控制器6，其具有输入期望温度的输入装置61；该控制器6收到第一温度传感器31的信号与期望温度对比，通过循环水泵5调节冷液或热液的流速，使中心管1的出口饮用液温度与期望温度接近或一致。

上述技术方案所提供的一种快速冷却或加热装置能耗低，其加热或冷却方式简单高效，在同等效率下具有空间小、成本低、低噪声等诸多优点。外套管2与循环槽5内循环流动的冷液或热液透过中心管1的管壁与其中流经的饮用液进行热交换；控制器6收到第一温度传感器31的信号与期望温度对比，通过循环水泵5调节冷液或热液的流速实现快速冷却或加热饮用液，使中心管1的出口饮用液温度与期望温度接近或一致。

作为上述技术方案的改进，中心管1的出口、入口之间设一到多个与控制器6连接的第二温度传感器32，该控制器6收到第一温度传感器31、第二温度传感器32的信号与期望温度对比。以此实现对中心管1内的饮用液进行分段温度监控，通过智能比对管路中各个位置的温度来调整循环水泵的转速，实现对中心管1的出口饮用液温度的精准控制。

作为上述技术方案的改进，沿中心管1在第二温度传感器32前方或后方设有与中心管1串联的三通电磁阀7，三通电磁阀7的管路接口分别连接前方和后方的中心管1，以及新增的分段出水口71，控制器6连接三通电磁阀7并控制饮用液流向后方的中心管1或分段出水口71，前方和后方的中心管1上的外套管2则通过中心管1外的接头管21连接。通过分段出水口71改变外套管对中心管的冷热交换路径长度，结合控制器6收到第一温度传感器31、第二温度传感器32的信号与期望温度的对比，控制器6可以从中心管1的出口或分段出水口71中选择最恰当出口输出最接近期望温度的饮用液。

作为上述技术方案的改进，循环槽4内设有与控制器6连接的第三温度传感器33，控制器6收到第三温度传感器33的信号对循环槽4内的冷液或热液进行温度监控。控制器根据预先的设定判断是否需要更换冷液或热液，并通过指示灯或扬声器提醒用户。

如图2所示，快速调温的冷热饮系统，其包括上述技术方案及其诸多改进中任一项所述的一种快速冷却或加热装置，还包括用于盛放被加热饮用液的容器8，容器8通过电磁阀9连接所述一种快速冷却或加热装置的中心管1的入口，电磁阀9与控制器6连接，控制器6则设有控制电磁阀9的开关，循环槽4内盛放冷液。

上述技术方案所提供的快速调温的冷热饮系统，外套管2与循环槽5内循环流动的冷液透过中心管1的管壁与其中流经的饮用液进行热交换；控制器6收到第一温度传感器31的信号与期望温度对比，通过循环水泵5调节冷液的流速实现快速冷却饮用液，使中心管1的出口饮用液温度与期望温度接近或一致。

较佳的，容器8内设有与控制器6连接的第四温度传感器34和电热装置81，控制器6收到第四温度传感器34的信号对容器8内的被加热饮用液进行温度监控、以及控制电热装置81将容器内的饮用液加热。

较佳的，容器8与电磁阀之9间通过恒流阀91连接，恒流阀91用于保持通往电磁阀9的被加热饮用液流速恒定。

下面，以提供指定温度的温水为例来说明上述技术方案所提供的快速调温的冷热饮系统之工作原理，具体如下。

往容器8中加入常温的饮用水，或已经烧开的饮用水，往循环槽4内加入常温或常温以下的冷水；

通过控制器的输入装置和开关，可设定不同的期望温度(20-100摄氏度或更低)及本次需要的给水量；

控制器收到第四温度传感器34的信号对容器8内的被加热饮用液进行温度监控，对比设定的期望温度自动判定是否要在给水前预先加热，可以直接加热至沸腾，也可以直接加热到期望温度；同时控制器6收到第三温度传感器33的信号对循环槽4内的冷水进行温度监控，对比设定的期望温度及水量判定是否要更换温度更低的冷水进行才能有效调温；

上述期望温度的给水条件都满足，则控制器打开电磁阀91，同时在温度传感器31、温度传感器32和温度传感器34的反馈下，控制器智能调整循环水泵5的转速，当温度高于期望温度时加快转速，温度低于期望温度时降低转速，温度等于期望温度时停转，从而精准控制出水温度；当给水达到设定水量时，控制器关闭电磁阀91。

在没有直饮水系统的国家和地区，该系统可以先将水烧开消毒达到安全饮用标准，然后在供水时可以将烧开后的水按设定的温度非常快速的冷却到任何想要的常用的温度，以适用不同的饮品。特别适合我国国内用来泡奶粉的时候，以及气温较低喝温开水时省去繁琐的冷热水勾兑的过程。当然上述系统不光可以用来供应温水，还可以直接供应调制好的咖啡、奶茶、果汁等冷热饮。

对于本领域的技术人员来说，可根据本发明所揭示的结构和原理获得其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都属于本发明的保护范畴。