即冷即热装置的制作方法

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：

随着人们生活水平的提高，在饮水器、热水器或保温器中，需要即时获得一定温度并且适合人们使用的温水。

目前，常用的热水即时降温的装置中，一般是通过将温度较高的热水通入较长的散热管道中，并在散热管道外侧设置风扇以及冷凝器等，为散热管道中的热水降温。通常的，冷凝器等包括有冷却管道，冷却管道中通入了温度较低，且比热容较高的冷却液或者冷却水，通过冷却液与热水进行换热交换，吸收热水的热量，最终得到经过降温后的温水。

然而，在上述的现有热水降温装置中，降温时间较长，并且出水的温度无法调控。

技术实现要素：

本发明提供一种即冷即热装置能够在短时间内起到对热水快速降温的作用。

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，冷却装置包括和热水管道相互嵌套的冷却管，用于驱动冷却液在冷却管内流动的冷却液泵、用于检测冷却液温度的第一温度传感器和控制器，冷却管内流动有用于与热水进行换热冷却的冷却液，控制器被设置成根据第一温度传感器所检测到的温度控制冷却液泵的功率。这样可以根据冷却液的温度调整冷却装置的工作功率，以提高降温效率，实现在短时间内对热水快速降温的作用。

可选的，控制器被设置成当第一温度传感器所检测到的温度大于或等于预设阈值时，提高冷却液泵的功率；或者，当第一温度传感器所检测到的温度小于或等于预设阈值时，降低冷却液泵的功率。这样可以在冷却液的温度较高时加快冷却液的循环流动速度，确保冷却液与热水之间的换热效率，或者在冷却液温度较低时降低冷却液的流动速度，以在维持换热效率的同时，降低冷却装置的功耗。

可选的，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。这样净水箱中可以盛放常温状态下的水，并通过加热装置加热净水箱的水，然后再由冷却装置对热水冷却，以最终得到可供人们直接使用的且温度适宜的温水。

可选的，第一温度传感器为热敏电阻。

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。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形成热交换过程，实现通过冷却液对热水降温的作用。

可选的，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形成热交换过程，实现通过冷却液对热水降温的作用。

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再次降温，提高了冷却液的冷却效果。

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。

可选的，冷却装置还包括散热器件，散热器件包括与冷却管的散热段的外侧连接的散热鳍片和/或用于加速散热段表面空气对流的风扇。这样可以通过散热鳍片和/或风扇对冷却管加速散热，提高冷却液的冷却效果。

可选的，冷却装置还包括冷却液箱，冷却液箱的入口与冷却管的出口连通，冷却液箱的出口与冷却管的入口连通，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。这样可以通过冷却液和热水流向相反，增加冷却液与热水的接触时间，提高降温效果。

可选的，第一温度传感器设置在冷却液箱中，用于检测冷却液箱内冷却液的温度。

可选的，热水管道和冷却管均为铜管。

本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

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。

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；

图2为本发明实施例一提供的一种即冷即热装置的吸热段和热水管道的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的另一种即冷即热装置的结构示意图。

附图标记说明：

1—热水管道；2—冷却装置；21—冷却管；3—净水箱；4—加热装置；25—散热器件；24—冷却液箱；22—冷却液泵；23—第一温度传感器；21a—吸热段；21b—散热段；251—散热鳍片；252—风扇。

具体实施方式

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。

实施例一

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，图2为本发明实施例一提供的一种即冷即热装置的吸热段和热水管道的结构示意图。如图1和2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包括和热水管道1相互嵌套的冷却管21，用于驱动冷却液在冷却管21内流动的冷却液泵22、用于检测冷却液温度的第一温度传感器23和控制器，冷却管21内流动有用于与热水进行换热冷却的冷却液，控制器被设置成根据第一温度传感器23所检测到的温度控制冷却液泵22的功率。

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中包括与热水管道相互嵌套的冷却管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。而在冷却装置2中设置有用于检测冷却液温度的第一温度传感器23，当第一温度传感器23检测到冷却液的温度因和热水的热交换而改变时，控制冷却液泵22进行功率调整，以加速或降低冷却液的流速，从而让冷却液在温度改变时，仍能保持原有的降温冷却性能。

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。

可选的，控制器被设置成当第一温度传感器23所检测到的温度大于或等于预设阈值时，提高冷却液泵22的功率；或者，当第一温度传感器23所检测到的温度小于或等于预设阈值时，降低冷却液泵22的功率。这样可以在冷却液的温度较高时加快冷却液的循环流动速度，确保冷却液与热水之间的换热效率，或者在冷却液温度较低时降低冷却液的流动速度，以在维持换热效率的同时，降低冷却装置2的功耗。例如，由于实际工作中，冷却液的温度会不停变化，如工作一端时间后，冷却液温度会慢慢升高，如果此时要维持原先的冷却温度，就需要加热冷却液泵22的流量，以增加冷却液和热水的热交换量。因而可以通过检测冷却液的温度，并将温度信号传输给控制器，从而让控制器控制冷却液泵22的工作功率，从而达到控制温水出水温度的目的。

在一种可行的实现方式中，该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。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。

对上述的调控过程可通过下面的举例详细地加以说明：例如热水管道1中有250ml的100度热水，最终需要将全部热水降温至50度。根据能量守恒定律，热水在与冷却液热交换过程中，冷却液就需要带走热水50度对应的热量。以冷却液箱24中冷却液容量1l，冷却液原始温度为25度为例，冷却液泵22的流量控制为2l/min为宜。在此条件下，100度的热水以250ml/min的流量流经热水管道10后，出水温度即为50度。在与上述相同的条件下，若冷却液泵22的流量调节为1.5l/min，则出水的温水温度应为55度；再若冷却液泵22的流量调节为1l/min，则出水的温水温度应为65度。因此可以根据实际温水温度的需要，调节冷却液泵22的流量值。还需要指出的是，本实施例也上述示例加以解释说明，但本实施例并不局限于上述示例。

可选的，第一温度传感器23为热敏电阻。在本实施例中，可以通过选用热敏电阻作为第一温度传感器23，具体可选用负温度系数热敏电阻(negativetemperaturecoefficient，ntc)，当检测到热水温度或冷却液温度上升时，负温度系数热敏电阻值降低，冷却液泵23的输出功率增加，热水流量和冷却液的流量增加，加速冷却过程，提高冷却效果。

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。而冷却管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。

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。

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。

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。

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。

进一步地，在上述冷却管21的散热段21b中，为了提高其中冷却液与外界的热交换散热效果，冷却装置2还包括散热器件25，散热器件25包括与冷却管21的散热段21b连接的散热鳍片251以及用于加速散热段21b表面空气对流的风扇252中的至少一种。具体的散热鳍片251可以连接在散热段21b外壁上，散热鳍片251可以设置为多个，多个散热鳍片251间隔并列设置，通过增大散热面积提高散热效果。具体的，风扇252的扇面可以正对散热段21b，增加散热段21b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251或风扇252，也可两者同时使用。

为了使得冷却液可以重复循环使用，冷却装置2还包括用于存放冷却液的冷却液箱24，冷却液箱24的入口与冷却管21的出口连通，冷却液箱24的出口与冷却管21的入口连通。即冷却液箱24中存放用于冷却热水的冷却液，当需要冷却热水时，冷却液由冷却液箱24流入冷却管21中，冷却管21的吸热段21a与热水管道1接触，完成冷却液与热水的热交换过程后，冷却液带走热水的温度后升温，冷却液进入冷却管21的散热段21b，与外界进行热交换后，升温的冷却液完成散热降温过程，再次进入冷却液箱24中备用。上述的循环过程可以避免冷却液的浪费。

为了进一步增加热水在与冷却管21中吸热段21a接触时的降温效果，冷却管21中的冷却液的流动方向与热水管道1的热水流动方向相反。这样的设置可以增加冷却液与热水的热交换时间，从而实现提高冷却效果的技术目的。

为了控制冷却液在冷却管21中的流动速率，从而间接的控制冷却速率。冷却装置2还包括冷却液泵22，冷却液泵22用于驱动冷却液在冷却液箱24以及冷却管21之间循环流动。在实际的使用中，冷却液泵22可根据需要选择性的使用电动泵或气动泵。

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。

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，冷却装置包括和热水管道相互嵌套的冷却管、用于驱动冷却液在冷却管内流动的冷却液泵、用于检测冷却液温度的第一温度传感器和控制器，冷却管内流动有用于与热水进行换热冷却的冷却液，控制器被设置成根据第一温度传感器所检测到的温度控制冷却液泵的功率。这样在对热水进行冷却时，即使冷却液温度产生变化，也可以通过控制冷却液泵的功率以使出水温度达到预设的温度值，对热水的冷却降温效果较好。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的另一种即冷即热装置中的吸热段和热水管道的结构示意图。在上述实施例一的基础上，参照图3所示，本实施例提供另一种结构的吸热段21a和热水管道1。本实施例与实施例一的区别在于：冷却管21的吸热段21a与热水管道1的具体结构不同。

具体的，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。

在本实施例中，为实现冷却液与热水的热交换过程，冷却管21的吸热段21a可以设置为套设在热水管道1中，热水在吸热段21a外壁与热水管道1内壁形成的环隙内流动，冷却液在冷却管21中流动，实现了冷却液与热水通过吸热段21a外壁相互间接的接触，完成热交换过程，提高热交换效果。

其他技术特征与实施例一相同，并能达到相同的技术效果，在此不再一一赘述。

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，冷却装置包括和热水管道相互嵌套的冷却管、用于驱动冷却液在冷却管内流动的冷却液泵、用于检测冷却液温度的第一温度传感器和控制器，冷却管内流动有用于与热水进行换热冷却的冷却液，控制器被设置成根据第一温度传感器所检测到的温度控制冷却液泵的功率。这样对热水进行冷却时，即使冷却液温度产生变化，也可以通过控制冷却液泵的功率以使出水温度达到预设的温度值，对热水的冷却降温效果较好。

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。