一种热水快速降温装置的制作方法

本实用新型涉及引用水冷却设备技术领域，特别是涉及一种热水快速降温装置。

背景技术：

很多时候，消费者希望能将热水(包括沸水)快速降温，以达到方便饮用或者其他目的。中国居民普遍有喝开水的习惯，家庭及办公室等公共场所也大都有电热水壶等装置。但人们喝水是需要等待开水冷却至温热才能饮用。在很多时候等待时间都较长，不能满足人们立即饮水的期望。

目前市场上仅有一些采用相变材料的水杯类产品能满足消费者部分需求。这类产品会在水杯设置隔层，并在里装安装某种相变材料(比如三水醋酸钠，熔点58℃)，这种材料在固态转化为液态时可以吸收大量的热量从而实现水温的快速降低。还有部分劣质产品连相变材料都没有使用，而是直接在隔层中填充某些溶液，并且溶液的体积接近或超过水杯的有效容积，相当于用大量的水来吸热，借此分担杯内的热水热量。这类方法仅仅是利用相变材料等吸热，传热效率低，更不能连续使用。还有一些方法是直接往热水中加入大量冰块等冷媒来降温，虽然效果较好，但需要配套的冰块等，成本高，使用不方便，并不实用。

调查显示，很多消费者希望能将开水迅速降温至温热以方便直接饮用，甚至有消费者期望能从热水器中连续放出50℃左右的温水。因此实现开水的连续多次快速降温已经是消费者的强烈需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种热水快速降温装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使沸水或温度较高的热水能够被快速连续冷却。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种热水快速降温装置，包括水泵、雾化器、旋风冷却器、真空泵和温水槽，所述雾化器包括雾气收集罩和雾化喷头，所述雾气收集罩套设在所述雾化喷头上，所述水泵用于抽取热水并将热水通过管路输送至所述雾化喷头，所述雾气收集罩的出口通过管路与所述旋风冷却器的进气口连接，所述旋风冷却器的出气口通过管路与所述真空泵连接，所述旋风冷却器的底端连接所述温水槽。

优选地，所述热水快速降温装置还包括设置在所述雾化器和所述旋风冷却器之间管路上的空气过滤器。

优选地，还包括热水器，所述水泵的进水口与所述热水器的储水槽连通。

优选地，所述热水器的储水槽内设有第一温度传感器，所述温水槽内设有第二温度传感器；所述水泵由第一变频电机驱动，所述真空泵由第二变频电机驱动；所述水泵至所述雾化器之间的管路上设有第一流量阀，所述旋风冷却器至所述真空泵之间的管路上设有第二流量阀和真空表；所述温水槽内设有液位传感器；所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第一变频电机、所述第二变频电机、所述第一流量阀、所述第二流量阀、所述真空表和所述液位传感器均与控制器电连接。

优选地，所述雾气收集罩上设有若干个透气孔，所述透气孔上覆有防水透气膜。

优选地，所述温水槽的外壁上覆有保温棉或其他保温材料。

本实用新型还提供了一种热水快速降温方法，包括如下步骤：

S1：控制器开启真空泵，使旋风冷却器内形成稳定的螺旋风；

S2：控制器开启水泵，将热水输送至雾化器的雾化喷头，热水被雾化成高温水雾；高温水雾在真空泵产生的吸力下与空气混合并迅速进入旋风冷却器内；高温水雾在旋风冷却器内与冷空气充分热交换和部分蒸发后，冷凝后的温水从旋风分离器底部排出到达温水槽，热空气和水蒸气经旋风器顶部排出。

S3：控制器实时获取液位传感器的数据，达到设置值则关闭水泵和真空泵；低于设定值则继续执行步骤S4；

S4：控制器预先设定一目标温度范围T，T＝T₁～T₂，且T₁≤T₂；控制器获取第二温度传感器的数据，若低于T₁，则增加水泵流量和/或降低真空泵流量后执行步骤S3；若高于T₂，则降低水泵流量和/或增加真空泵流量后执行步骤S3；若为T，则执行步骤S3。

优选地，控制器通过调节第一变频电机的转速调节水泵的流量，并通过第一流量阀获取反馈数据；控制器通过调节第二变频电机的转速调节流量及旋风冷却器内的真空度，并通过第二流量阀和真空表获取反馈数据。

优选地，旋风冷却器的真空度不低于15kPa；所述雾化喷头的热水流量不小于10ml/s。

优选地，启动时先开启真空泵延迟一段时间(一般为1-5秒，以旋风冷却器内形成稳定的螺旋风的时间为准)再开启水泵；关闭时先关闭水泵延迟一段时间(一般为1-5秒，以将旋风冷却器内的高温水雾全部抽出为准)再关闭真空泵。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型的热水快速降温装置及方法充分利用了旋风分离技术，增加了冷空气与高温水雾的接触面积与对流程度，从而增加了传热效率，实现高温水雾的快速降温，不需要额外的冷媒，结构简单，成本低，能够实现快速连续冷却热水，获得所需的温水。并通过控制真空泵和水泵的流量，能够控制获得的温水的温度符合使用者的需求，使用起来非常方便。本实用新型既可以单独使用，也可以集成设计到较大的热水器等设备上，同时实现烧开水、出开水和出温水。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型热水快速降温装置的结构示意图；

图2为本实用新型热水快速降温方法的工作流程图；

其中，1-水泵，2-雾化器，2-1-雾气收集罩，2-2-雾化喷头，2-3-防水透气膜，3-旋风冷却器，4-真空泵，5-温水槽，6-空气过滤器，7-热水器，8-第一温度传感器，9-第二温度传感器，10-第一流量阀，11-第二流量阀，12-真空表，13-液位传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种热水快速降温装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使沸水或温度较高的热水能够被快速连续冷却。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1：如图1所示，本实施例提供了一种热水快速降温装置，包括热水器7、水泵1、雾化器2、空气过滤器6、旋风冷却器3、真空泵4和温水槽5，所述雾化器2包括雾气收集罩2-1和雾化喷头2-2，所述雾气收集罩2-1套设在所述雾化喷头2-2上，所述雾气收集罩2-1上设有若干个透气孔，使雾气收集罩2-1内的高温水雾更容易被负压吸引至所述旋风冷却器3中，所述透气孔上覆有防水透气膜2-3。所述水泵1用于抽取热水器7的储水槽内的热水，并将热水通过管路输送至所述雾化喷头2-2。所述空气过滤器6设置在所述雾化喷头2-2和所述旋风冷却器3之间的管路上，用于提供冷空气作为冷媒。所述雾气收集罩2-1的出口通过管路与所述旋风冷却器3的进气口连接。所述旋风冷却器3的出气口通过管路与所述真空泵4连接，所述真空泵4将热空气从旋风冷却器3中抽走，所述旋风冷却器3的底端连接所述温水槽5，所述温水槽5的外壁上优选覆有保温棉。

所述热水器7的储水槽内设有第一温度传感器8，所述温水槽5内设有第二温度传感器9；所述水泵1由第一变频电机驱动，所述真空泵4由第二变频电机驱动；所述水泵1至所述雾化器2之间的管路上设有第一流量阀10，所述旋风冷却器3至所述真空泵4之间的管路上设有第二流量阀11和真空表12；所述温水槽5内设有液位传感器13；所述第一温度传感器8、所述第二温度传感器9、所述第一变频电机、所述第二变频电机、所述第一流量阀10、所述第二流量阀11、所述真空表12和所述液位传感器13均与控制器电连接。

本实施例还提供了一种热水快速降温方法，如图2所示，包括如下步骤：

S1：控制器开启真空泵4，使旋风冷却器3内形成稳定的螺旋风；

S2：控制器开启水泵1，将热水输送至雾化器2的雾化喷头2-2，形成高温水雾；

S3：控制器获取液位传感器13的数据，达到设置值则关闭水泵1和真空泵4；低于设定值则继续执行步骤S4；

S4：控制器获取第二温度传感器9的数据，(以T₁＝50℃，T₂＝55℃为例)若低于50℃，则增加水泵1流量和/或降低真空泵4流量后执行步骤S3；若高于55℃，则降低水泵1流量和/或增加真空泵4流量后执行步骤S3；若为50℃～55℃，则执行步骤S3。

其中，控制器通过调节第一变频电机的转速调节水泵1的流量，并通过第一流量阀10获取反馈数据；控制器通过调节第二变频电机的转速调节流量及旋风冷却器3内的真空度，并通过第二流量阀11和真空表12获取反馈数据。为保证热交换效率，旋风冷却器3的真空度不低于15kPa，所述雾化喷头2-2的流量不小于10ml/s，所述旋风冷却器3的体积大小视雾化喷头2-2的流量而定，流量越大，体积越大，反之亦然。启动时先开启真空泵4延迟一段时间再开启水泵1；关闭时先关闭水泵1延迟一段时间再关闭真空泵4，以使热空气在启动和停止时及时被吸引进入旋风分离器，防止热空气在雾化器2及管路内冷凝。

需要说明的是：第二温度传感器9的两个设定值50℃和55℃可以由使用者根据自身的需求而改变。

本实用新型热水快速降温装置的工作原理为：

本实用新型提出了一种喷雾蒸发+旋风冷却收集的热水冷却技术方案。即将开水雾化成水雾，真空泵4为旋风冷却器3提供动力，形成空气流，高温水雾在气流的带动下进入旋风冷却器3，旋风冷却器3内高温水雾沿外层螺旋下降，空气冷媒沿内层螺旋上升，极大的增大了旋风冷却器3内高温水雾和空气的换热面积，实现了高温水雾与空气的强对流换热，且部分水雾快速蒸发也带走大量的热，使高温水雾温度迅速降低凝结为小液滴，液滴在离心力的作用下被甩到旋风冷却器3的内壁上，并沿内壁汇流入底部的温水槽5中，温水槽5内即得所需的温水。

本实施例的热水快速降温装置及方法充分利用了旋风分离技术，增加了冷空气与高温水雾的接触面积与对流程度，从而增加了传热效率，实现高温水雾的快速降温，不需要额外的冷媒，结构简单，成本低，能够实现快速连续冷却热水，获得所需的温水。并通过控制真空泵4和水泵1的流量，能够控制获得的温水的温度符合使用者的需求，使用起来非常方便。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。