一种健康直饮水机的换热组件、直饮水机及换热方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及饮水机构件及加热技术领域，更具体地说，它涉及一种健康直饮水机的换热组件、直饮水机及换热方法。
【背景技术】
[0002]在学校、车站等人流密集的地方，为了满足人们的饮水需要，通常在这些地方安设有直饮水机，直饮水机与普通的自来水管相通，将自来水加热至100°c左右进行杀菌消毒，而后将高温的自来水降温后由出水管导出到直饮水机的外部供人们饮用。
[0003]现有直饮水机的冷却方法多为水冷却法，而为了节约能源并充分利用高温自来水中的热量，水冷却法的冷媒通常为待加热的自来水，一方面可以将热量传导到待加热的自来水中对其进行预热，另一方面可以对高温自来水进行降温冷却，使其能够被饮用者直接饮用。专利公告号为CN104433798A的中国专利，便提出了一种饮水机用的换热机构，从其技术方案及附图中不难看出，该换热机构存在一些弊端，首先，该换热机构存在一些换热死区，即水流不会流动的区域，如水腔两端部的水无法及时的流通，尤其在水温较低的一端极易滋生细菌，给引用水的安全品质造成不良影响;其次，现有技术中对于管路中的细菌往往是通过高温热水消毒，而对于聚集在水腔两端区域的细菌，由于存在水流死区，使得热水不易到达，降低了消毒的效果;再次，采用上述专利文件中的换热方案，受环境温度的影响很大，例如当环境温度很低时，位于水腔中的水温将会很低，这样便使得原温水出水口一端流出的热水温度偏低，相对的，环境温度高时，温水出水口流出的水温将会很高，上述情况影响了直饮水机工作的稳定性，降低了直饮水机的出水品质；最后，就工业生产而言，采用同轴心设置的换热管路机构，在生产时不易焊接，生产工艺较为复杂，并且由于冷热水管之间存在直接的冷热冲击，换热管路焊接处热胀冷缩容易产生裂缝，对直饮水机的使用安全及寿命造成一定影响。
【发明内容】
[0004]本发明的目的一在于提供一种杀菌彻底、出水温度稳定、结构简单的直饮水机的换热组件。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
一种健康直饮水机的换热组件，包括控制器、热水管及冷水管，还包括换热箱，所述热水管以及冷水管设于换热箱中，所述换热箱中填充有用于将热水管中的热量导入到冷水管中的导热剂，所述换热箱中还设有用于对导热剂进行加热的加热装置，以及用于检测换热箱中导热剂温度的温度检测装置；
所述加热装置及温度检测装置均与控制器控制连接，所述加热装置响应于温度检测装置的检测结果，对换热箱中的导热剂进行加热处理。
[0006]通过上述技术方案，冷水管中的温度较低的直饮水将冷量传递到导热剂中，同时汲取导热剂中的热量来对自身进行预热，热水管中温度较高的直饮水将热量传递到导热剂中，对直饮水进行降温处理，使其满足饮用者可以适应的温度要求。同时，当外部温度较低时，导热剂的温度降低，当导热剂温度低于某一设定值时，加热装置对导热剂进行加热处理，对应的，当外部温度较高时则停止加热，保证了直饮水出水的温度稳定。进一步的，当需要对直饮水的管路进行高温杀菌时，只需要通过加热装置对导热剂进行加热，使得冷水管中的热量上升，同时维持热水管中的温度，使得整个直饮水机的管路中均保持较高的温度，以此杀灭管路中可能滋生的细菌。由于冷水管与热水管没有用到同轴心设置，因此在生产中也十分简单方便，保证直饮水机的使用安全与寿命。
[0007]进一步的，所述加热装置包括电加热管及其驱动电路，所述驱动电路受控于所述控制器并驱动电加热管工作。
[0008]进一步的，所述温度检测装置包括多个温度传感器，多个所述温度传感器均匀排布于换热箱的内壁上且与控制器信号连接，输出温度检测信号。
[0009]进一步的，所述热水管与冷水管均呈螺旋形且相互交错排布或上下排布，所述加热装置设于换热箱的底部或侧部位置。
[0010]通过上述技术方案，增大了冷水管与热水管的换热面积，提高了换热效率。
[0011]进一步的，所述热水管与冷水管均呈直线形且均由多根毛细管组成，所述热水管与冷水管相互靠近呈并列排布，所述加热装置设于换热箱的底部或侧部位置。
[0012]通过上述技术方案，增大了冷水管与热水管的换热面积，提高了换热效率，并且简化了冷水管与热水管的管路结构，在生产上易于实现。
[0013]进一步的，所述热水管、冷水管均由铜或食品级不锈钢或石英玻璃制成，所述电加热管为铜管或不锈钢管。
[0014]通过上述技术方案，增大了冷水管与热水管的换热面积，提高了换热效率，并且通过采用石英玻璃等非合金类材料制造冷水管与热水管，避免了重金属污染直饮水。保证了直饮水的安全健康。
[0015]进一步的，所述导热剂为水或导热油或液态金属。
[0016]本发明的另一目的在于提供一种直饮水机，包括加热胆、进水管以及出水管，所述进水管与出水管分别与冷水管及出水龙头相连通，还包括如前所述的直饮水机的换热组件，所述热水管、冷水管分别与所述出水管以及进水管相连通。
[0017]进一步的，所述控制器包括:
计时器模块，响应于直饮水机的供电情况，当直饮水机断电停运时开始计时，直饮水机上电复位时停止计时，输出一计时信号；
定时输出模块，接收上述计时信号，根据计时信号中记录的时间长短，控制加热装置的加热时间长短，加热完成后输出一检定信号；
温控模块，响应于上述检定信号开始工作，根据换热箱中导热剂的温度控制加热装置动作。
[0018]通过上述技术方案，当直饮水机长久搁置不用时，可以预先对直饮水机的管路进行高温杀菌处理，当杀菌处理完成后再进行正常的供水操作，提升了直饮水的安全性。
[0019]基于上述直饮水机，本发明还提出了一种直饮水机的换热方法，基于如前所述的直饮水机，具体步骤如下:
SI:启动直饮水机，加热胆对直饮水进行加热； S2:计时器停止计时，输出计时信号Tl，定时输出模块启动，控制加热装置开始对换热箱中的导热剂加热；
S3:当换热箱中的导热剂温度达到95?100°C时，根据温度检测装置的输出，调整加热装置的加热功率及频率，使导热剂温度维持在95?100 °C并持续一段时间T2，所述持续时间T2=n*2m/t)/n;
其中，Tl为步骤S2中的计时器模块的计时时间;n为细菌的数量基数，特定环境下该基数在一定值范围内浮动;t为细菌的繁殖周期;η为细菌在高温下的消减速度，其中，Tl、Τ2、t的单位为分钟;幂指数基数2代表细菌二分裂繁殖方式；
S4:T2截止，加热完成，开启出水龙头将出水管中的热水排出，开启时间T3=S1*L/S2*V，其中SI为出水管的横截面积，S2为出水龙头开口的横截面积，L为出水管的长度，V为出水龙头的出水流速。
[0020]S5: T3截止，直饮水加热完成，可供饮用。
[0021]由于直饮水中可能滋生的细菌种类及其特性比较确定，因此，只需要根据细菌的特性确定加热装置的加热持续时间即可，使得杀菌操作更为精确有效，也可以节约电能以及水资源。
[0022]本发明的有益效果在于:
(1)，通过采用非同轴心的方式设置热水管与冷水管，减少了换热路中的换热死区，管路中所有位置的直饮水均处于流通状态，避免了细菌的滋生；
(2)，通过设置加热装