恒温开水器以及恒温开水系统的制作方法

本发明涉及烧水设备领域，具体而言，涉及一种恒温开水器以及恒温开水系统。

背景技术：

中国环保署根据环境检验所提出专业的研究数据显示，因自来水原水中含有腐植酸等三卤甲烷的前驱物，在煮开水的过程中会反应生成三卤甲烷，并在水刚煮沸时达到最高点。此时需要打开烧水壶盖子，让水再继续煮沸3-5分钟，使得总的三卤甲烷的浓度就会迅速降至十分之一以下，为安全的饮用水。而若时间过长或过短都会引起其含量增加，进而降低水质。而传统烧开水，烧开后灌入保温壶中，容易发生如下情况：需要喝开水时，温度过高，需要等待；需要泡茶时，温度过低，需要重新烧开水；需要冲奶粉时，温度不确定，需要不断试温，其便利程度低，不利于使用。而现有的烧水器，水温低于设定温度时，自动烧水，使烧水器中的水重复烧开，浪费电也影响健康。而储水式自动开水器烧水，生水和开水直接混合，也存在重复烧开问题。即热式开水器，烧开时间不足三分钟，杀菌时间不足，有害气体未排完，同时供水能力弱。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种恒温开水器，其可同时提供烫开水和温开水，且不用对水进行反复烧开，保证水质。

本发明的另一目的在于提供一种恒温开水系统，该系统能够充分杀菌，排出有害气体，同时，根据水温对水进行储存，避免水的浪费，提升恒温开水系统的便利性。

本发明的实施例是这样实现的：

一种恒温开水器，包括控制系统、烧水箱、烫开水箱、冷却设备和温开水箱。烫开水箱的进水口和冷却设备的进水口均与烧水箱的出水口连接，冷却设备的出水口与温开水箱的进水口连接。控制系统分别与烧水箱、烫开水箱和温开水箱连接。

在本发明较佳的实施例中，上述冷却设备的进水口还与烫开水箱连接。冷却设备包括水冷换热器。烫开水箱的出水口和烧水箱出水口均与水冷换热器的进水口连接，水冷换热器的出水口与温开水箱连接。

在本发明较佳的实施例中，上述冷却设备还包括风冷换热器。风冷换热器的进水口与水冷换热器的出水口连接，风冷换热器的出水口与温开水箱连。

在本发明较佳的实施例中，上述风冷换热器包括热交换管和制冷风装置。烫开水箱和烧水箱均与热交换管的进水口连接，热交换管的出水口与温开水箱连接，制冷风装置与热交换管连接。

在本发明较佳的实施例中，上述恒温开水器还包括自来水箱。自来水箱的出水口与烧水箱的进水口连接，水冷换热器设置与自来水箱内。

在本发明较佳的实施例中，上述烫开水箱通过冷却设备与温开水箱连接是利用虹吸排水系统进行连接。

在本发明较佳的实施例中，上述烫开水箱包括烫开水箱本体、液体反馈装置、烫开水温度传感器和浮球阀。液体反馈装置、烫开水温度传感器和浮球阀均设于烫开水箱本体内，且均与烫开水箱本体连接。

在本发明较佳的实施例中，上述恒温开水器还包括消声排气口和定压通气电动阀。定压通气电动阀设于烧水箱的出气管上，消声排气口与烧水箱的出气管相对远离烧水箱的一端连接。

在本发明较佳的实施例中，上述恒温开水器还包括多个单向排气阀，多个单向排气阀均与冷却设备连接。

一种恒温开水系统，其包括上述恒温开水器。

本发明实施例的有益效果是：本发明的恒温开水器通过同时设置烫开水箱和温开水箱，能够将烧开的水分别储存，同时，设置冷却设备对烫开水箱和烧水箱内的热水进行冷却同时对冷却设备内的自来水进行初次加热，节约烧水箱烧开水的时间和能耗。同时，采用虹吸排水系统将烫开水箱和烧水箱内的水运输至温开水箱，能够加快排水量，且保证水全部排尽，且不会有水垢残留，防止管路堵塞。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的恒温开水器的流程示意图；

图2为本发明第一实施例提供的阻隔性空气阀的结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的虹吸排水系统的结构示意图；

图4为本发明第二实施例提供的恒温开水器的结构示意图。

图标：100a-恒温开水器；100b-恒温开水器；200-烧水箱；300-烫开水箱；400-冷却设备；500-温开水箱；201-加热装置；203-烧水箱温度传感器；205-定压通气电动阀；207-消声排气口；210-阻隔性空气阀；211-空气阀本体；212-第一阀片；213-第二阀片；214-阻隔片；215-第一弹性件；216-第二弹性件；301-烫开水箱本体；303-液体反馈装置；305-烫开水温度传感器；307-浮球阀；410-水冷换热器；600-自来水箱；411-单向排气阀；420-虹吸排水系统；501-温开水箱本体；503-温开水液体反馈装置；505-温开水温度传感器；507-温开水浮球阀；430-风冷换热器；431-热交换管；433-制冷风装置。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

如图1所示，本实施例提供一种恒温开水器100a，其包括控制系统、烧水箱200、烫开水箱300、冷却设备400和温开水箱500。烫开水箱300的进水口和冷却设备400的进水口均与烧水箱200的出水口连接，冷却设备400的出水口与温开水箱500的进水口连接。控制系统分别与烧水箱200、烫开水箱300和温开水箱500连接。

控制系统(图未示)用于接受相关传感器传输的信号继而发出控制相关开关闭合的信号，以实现恒温开水器100a的自动化进水、烧水以及放水的功效。控制系统与恒温开水器100a内的各个传感器以及各个开关连接。

烧水箱200用于将生水即凉的自来水烧开至100℃。烫开水箱300内设有只有加热装置201，加热装置201在80秒内能够快速将自来水加热至100℃，同时使得烧开的热水保持在100℃3-5分钟，进而降低烧开的自来水中亚硝酸盐以及其他有害物质的含量。具体地，烧水箱200采用长方体，保证烧水箱200结构稳定，使用时不易发生位置偏移，继而防止烧水箱200内的开水烫伤人。

进一步地烧水箱200内设置有烧水箱温度传感器203，其能对烧水箱200内的水温进行监控，当烧水箱200内的水温达到100℃时，其传送水温达到100℃的信号给控制系统，而后控制系统传送降低加热装置201加热功率的信号给加热装置201同时控制加热装置201降低功率，使得烧水箱200内的水保持沸腾3-5分钟。

烧水箱200体积一定，随着烧水箱200内的水温增高，烧水箱200内的水变为水蒸气，增加了烧水箱200内的压力，为了保证烧水安全，需要将烧水箱200内的气体排出，保证烧水箱200内的压力稳定，因此，恒温开水器100a还包括定压通气电动阀205，定压通气电动阀205设于烧水箱200的出气管上。当烧水箱200内的气压超过一定数值后，定压通气电动阀205打开，使得烧水箱200内与外界连通，继而保证烧水箱200内压力处于一个定值不会发生变化，保证了烧水的安全。

而烧水箱200排气减压的过程中会产生一定的噪音，在室内容易影响他人的休息或工作，因此，需要进行消声处理。因此，本发明的恒温开水器100a还包括消声排气口207，消声排气口207与烧水箱200的出气管相对远离烧水箱200的一端连接。设置消声排气口207降低了烧水箱200烧水产生的噪音，进一步提升了恒温开水器100a的实用性。

烧水箱200由于需要进出水，因此必要设置通气孔，保证水能够顺利进入或流出烧水箱200，但是烧水箱200中高温蒸汽与箱外空气接触形成对流热交换，有热损失。因此，为了阻断烧水箱200内外空气在无需通气时空气对流引起的介质交换，本实施例设置了阻隔性空气阀210。

参见图2，阻隔性空气阀210包括空气阀本体211、第一阀片212、第二阀片213、阻隔片214、第一弹性件215和第二弹性件216。第一阀片212、第二阀片213、阻隔片214、第一弹性件215和第二弹性件216均设置于空气阀本体211内。第一弹性件215与阻隔片214固定连接，第二弹性件216与阻隔件相对远离第一弹性件215的一端固定连接。第一阀片212的一端与空气阀本体211铰链连接，第一阀片212的另一端与第一弹性件215活动连接，第二阀片213的一端与空气阀本体211远离第一阀片212的另一端铰链连接，第二阀片213的另一端与第二弹性件216相对靠近第一阀片212的一侧活动连接。

因此，当烧水箱200内外压力相差不大时，第一阀片212和第二阀片213由于重力作用未发生移动，继而使得烧水箱200内外空间阻隔，无介质交换。而当烧水箱200内进水时，烧水箱200内的体积减小，压力增加，烧水箱200内的压力大于烧水箱200外的压力，而烧水箱200内的压力同时作用于第一阀片212和第二阀片213，而第一阀片212受到第一弹性件215的作用，不发生任何变化，而第二阀片213则在压力的作用下以铰链为轴心旋转打开，实现排气，继而实现烧水箱200内外压力一致。而当烧水箱200开始排出液体时，烧水箱200内的体积变大，压力减小，烧水箱200内的压力小于烧水箱200外的压力，空气压力同时作用于第一阀片212和第二阀片213，而第二阀片213受到第二弹性件216的作用，不发生任何变化，而第以阀片则在压力的作用下以铰链为轴心旋转打开，实现进，继而实现烧水箱200内外压力一致，继而能够保证烧水的安全。

进一步地，烫开水箱300用于存放温度高于85℃的水，可用于泡茶等。烫开水箱300也为长方体，烫开水箱300包括烫开水箱本体301、液体反馈装置303、烫开水温度传感器305和浮球阀307。液体反馈装置303、烫开水温度传感器305和浮球阀307均设于烫开水箱本体301内，且均与烫开水箱本体301连接。当烫开水温度传感器305感应到烫开水箱300内的水温低于85℃时，将信号传送到控制系统，而后控制系统控制烫开水箱300的出水口的电动阀门，使得阀门打开，烫开水箱300内的水流出，进行后续的冷却，进入温开水箱500。

同时，液位反馈装置用于监控烫开水箱300内水位的高低，若烫开水箱300内的水位低于设定值，液位反馈装置将信息传送给控制系统，控制系统控制烫开水箱300内开始进水并进行烧水。同时，控制烫开水箱300的出水口的电动阀关闭。

同时，浮球阀307利用浮力进行阀门的开闭，当烫开水箱300内的水位高度达到设置值时，浮球阀307的球也运动到一定高度，进而关闭阀门。若烫开水箱300内的水位低于设定液位，浮球阀307开启，同时传送请求烧水的信号。

利用浮球阀307、烫开水温度传感器305和液体反馈装置303相互结合控制烫开水箱300内保持一支有水的状态，且保持烫开水箱300内的水温一直大于85℃，提升了恒温开水器100a的实用性，扩大使用范围。

进一步地，冷却设备400用于冷却烫开水箱300内的水以及烧水箱200内的水，使得温度较高的水变为温度较低的温水，满足使用者对温水的需求。

进一步地，烫开水箱300的进水口和冷却设备400的进水口均与烧水箱200的出水口连接，对烧水箱200内沸腾的开水分别进行烫开水保温和烫开水冷却形成温开水处理。

进一步地，烫开水箱300内的烫开水经过一段时间的存放，其水温与空气发生热交换，继而烫开水箱300内的水的温度降低，不能再作为烫开水使用，但是若直接排出，造成水资源的浪费，因此，烫开水箱300的出水口与冷却设备400的进水口连接，使得烫开水箱300内水温低于烫开水但高于温开水的热水与冷却设备400进行热交换，使得其变化温开水既能够被再次使用，减少了水资源的浪费。

进一步地，冷却设备400包括水冷换热器410，烫开水箱300的出水口和烧水箱200出水口均与水冷换热器410的进水口连接，水冷换热器410的出水口与温开水箱500连接，使得烫开水箱300和烧水箱200内的水经过水冷换热器410发生热交换，进而降低水温，使得温度较高的水变为温度较低的水。

进一步地，恒温开水器100a还包括自来水箱600。自来水箱600的出水口与烧水箱200的进水口连接，水冷换热器410设置与自来水箱600内。水冷换热器410放置在自来水箱600中，在冷却烫开水箱300或者烧水箱200内的热水，同时，能够将自来水箱600中的冷的自来水进行初步加热，将热交换产生的能量进行利用，减少后续烧水箱200烧水所需的能耗，进一步地节约资源。同时，自来水箱600内的水一直充分，即自来水箱600内的水与水冷换热器410未发生质的交换，而仅发生热的交换，即水冷换热器410不会生锈，进而不会污染自来水，保证水的质量。

进一步地，恒温开水器100a还包括多个单向排气阀411，多个单向排气阀411均与冷却设备400连接。单向排气阀411使得水冷换热器410的管内的空气在受压下能轻易排出，但是液体不会被排出，同时，空气也不能进入，即当管内空气排净时，实现密封作用。冷却设备400内的水具有较高的能量，其内也含有大量的水蒸气，该部分水蒸气在冷却设备400内积蓄，不利于冷却设备400的热交换，同时存在一定的安全隐患，因此需要设置多个单向排气阀411将冷却设备400的蒸汽排出，保证冷却设备400内气压稳定，提升了恒温热水器的安全性。

进一步地，烫开水箱300通过冷却设备400与温开水箱500连接是利用虹吸排水系统420进行连接。利用单向排气阀411快速及时的冷却设备400管道中的气体以致管道内无气阻，使液体能在重力的作用下快速、顺序、满液的充入管道，管道内液体在虹吸作用下实现快速排出。因此，单向排气阀411均设置在水冷换热器410的管路发生弯折的位置，以使得水冷换热器410内的管路系统在水量足够时能即时形成满液单相流态，从而形成虹吸，管路内水流快速流出。

参见图3，采用单向排气阀411和虹吸排水系统420结合，当烫开水箱300或者烧水箱200内无需排水时，对应的出水电动阀关闭，而水冷换热器410的管路即虹吸排水系统420内充满气体。而烫开水箱300或者烧水箱200内的水需要运输至温开水箱500时，对应的出水电动阀门打开，水冷换热器410的管路即虹吸排水系统420内充满水，而内部的气体通过单向排气阀411排出，管路中迅速形成虹吸效应，水在高低液面位差的作用下快速传输至低位温开水箱500内。

进一步地，温开水箱500包括温开水箱本体501、温开水液体反馈装置503、温开水温度传感器505和温开水浮球阀507。温开水液体反馈装置503、温开水温度传感器505和温开水浮球阀507均设于温开水箱本体501内，且均与温开水箱本体501连接。温开水液体反馈装置503、温开水温度传感器505和温开水浮球阀507的作用与烫开水箱300中液体反馈装置303、温开水温度传感器505和浮球阀307的作用一致。利用温开水浮球阀507、温开水温度传感器505和温开水液体反馈装置503相互结合控制温开水箱500内保持一直有水的状态，且保持温开水箱500内的水温一直处于设定值范围内，提升了恒温开水器100a的实用性，扩大使用范围。

具体的本发明实施例的恒温开水器节约的能耗，以1l烧水箱利用4.2kw的加热装置对温度为20℃的自来水加热至100℃来计算，所需能耗为4.2kj*80＝336kj，所需时间为80s，而后小火维持烧开状态3分钟，总需180+80＝260s可以提供鲜开水。排水时间为2分钟，则在不到六分钟时间可以有温开水饮用。处于热回收状态时，进入烧水箱的自来水温度为65℃，则需热量为4.2kj*35，即35s可将水烧开。鉴于以上例子，烧水时间所占出温水过程的总时间较小，完全可以降低发热器功率。

本发明还提供一种恒温开水系统，其包括上述的恒温开水器100a。

本实施例中，恒温开水器的操作方法及原理：

首先向自来水箱内通入自来水并将自来水同入烧水箱内进行烧水，当烧水箱内的烧水箱温度传感器感应到温度达到设定值，开启烧水箱出水的电动阀、烫开水箱进水的电动阀和温开水进水的电动阀，使得烧水箱内的热水分别进入烫开水箱保存以及冷却设备内进行冷却而后进入温开水箱内进行存放。当烫开水箱和温水箱内水温逐渐升高，使得其内部对应的浮球阀关闭，继而停止进水。同时，随着烫开水的存放，烫开水箱内的水温降低，而后开启烫开水出水的电动阀，将烫开水箱内的水引入冷却设备冷却，而后进入温开水箱进行存放。同时，随着烫开水和温开水的使用，烫开水箱和温开水箱内的水位低于设定值，反馈给控制系统，控制系统控制自来水箱进水，并且烧水箱开始烧水。

第二实施例

参见图4，本实施例提供的恒温开水器100b与第一实施例提供的恒温开水器100a的结构基本一致，区别在于本实施例提供的恒温开水器100b增设了风冷换热器430。

风冷换热器430是利用风加速热水与空气的热交换，加快热水的冷却。风冷换热器430的进水口与水冷换热器410的出水口连接，风冷换热器430的出水口与温开水箱500连接。风冷换热器430设置在自来水箱600外，进一步地，风冷换热器430包括热交换管431和制冷风装置433。烫开水箱300和烧水箱200均与热交换管431的进水口连接，热交换管431的出水口与温开水箱500连接，制冷风装置433与热交换管431连接。

需要说明的是，制冷风装置433一般为风扇，即采用风扇吹热交换管431以加快热交换的速率。同时，还吹风时，可以在制冷风装置433和热交换管431之间设置冰块，使得风扇吹向热交换管431的风的能量更低，更利于热交换。

综上所述，本发明通过同时设置烫开水箱和温开水箱，能够将烧开的水分别储存，同时，设置冷却设备对烫开水箱和烧水箱内的热水进行冷却同时对冷却设备内的自来水进行初次加热，节约烧水箱烧开水的时间和能耗。同时，采用虹吸排水系统将烫开水箱和烧水箱内的水运输至温开水箱，能够加快排水量，且保证水全部排尽，且不会有水垢残留，防止管路堵塞。

上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。