一种全海拔高原开水炉的制作方法

本发明属于开水炉及生活领域，是一种全海拔高原开水炉。

背景技术：

传统开水炉，一般适用于平原地区，而到了高海拔地区，会出现水未烧开但已经沸腾的现象，导致水永远也烧不开，里面的细菌没有杀死，饮用这种未烧开的水，对人的身体不利；另外，传统的开水炉，烧水和储水都是在一个罐体中，由于罐体内水的体积大，在短时间内无法完全烧开，需要等待很长时间；同时，在一个罐体中，烧开的水与生水混合，一部分水没有烧透，形成阴阳水，另外一部分水经过多次沸腾，形成千沸水，这样的水对人体都不利；传统开水炉，在不使用时，只能手动排水，靠重力自流排水，但炉内底部及管道中仍然会残留有存水，里面的水容易变质，再次使用时会造成污染；炉内底部及管道中残留的存水，在低温时会造成冰冻，容易冻坏管路及元器件。

技术实现要素：

本发明的目的，在于解决上述开水炉存在的不足，提供适用于海拔0-5000m多场景使用的即热式开水炉，结构紧凑、可自动控制运行、自动清洗、自动吹扫排空，提供真正100℃、完全杀菌的开水，避免了阴阳水和千沸水，并且可以防止管路及元器件冻坏及残留的存水造成的污染。

一种全海拔高原开水炉，包括框架（1）、控制系统（2）、管路系统（3）、加热热源（4）、开水发生系统（5）、储水系统（6）、吹扫系统（7）；所述控制系统（2）包含电源变换器（201），控制主板（202），操作显示屏（203），环境温度测量模块（204）、环境压力测量模块（205）；所述管路系统（3）包括酸洗单元（301）、进水泵（302）、循环水泵（303）、供水泵（304）、电磁阀组（305），电磁阀组（305）是几个电磁阀的组合，每个电磁阀负责不同管路的启闭；所述加热热源（4）优选燃油燃烧器，也可采用电热式热源或者燃气热源；开水发生系统（5）包括换热水筒（501）、开水压力传感器（502）、开水温度传感器（503）、开水水位传感器（504）；储水系统（6）包括储水罐（601）、储水压力传感器（602）、储水温度传感器（603）、储水水位传感器（604），减压换热装置（605）；所述吹扫系统（7）设置空压泵（701）。

控制系统（2）通过环境温度测量模块（204）、环境压力测量模块（205）采集所处位置的压力与温度，通过与控制系统（2）内置数据对比，就可以确定当前位置的海拔高度，控制系统（2）根据所处位置的海拔高度，提取相应的控制方案，控制加热热源（4）的启停、采取的加热曲线和加热量；同时，控制系统（2）通过开水压力传感器（502）、开水温度传感器（503）、开水水位传感器（504）和储水压力传感器（602）、储水温度传感器（603）、储水水位传感器（604）采集开水发生系统（5）和储水系统（6）内的温度、压力、水位，控制对应的水泵、电磁阀，协调工作，从而生产出开水。

系统信息的采集与控制：在控制系统（2）中，控制主板（202）由电源变换器（201）供电，通过环境温度测量模块（204）、环境压力测量模块（205）采集所处位置的压力与温度，并接收系统中各模块单元的压力、温度、水位信号，控制加热热源（4）、进水泵（302）、循环水泵（303）、供水泵（304）、电磁阀组（305）做相应的动作；操作显示屏（203）可以显示系统的运行状态，并可接收外部指令，自由控制系统运行。

优选的，本发明采用燃油燃烧器作为加热热源；燃油具有易携带，燃烧值大的特点，在无电及经常迁徙的场景，燃油燃烧器具有无可比拟的优势。

本发明也可采用电热式热源或者燃气热源。

烧水及储水：当控制系统（2）检测到开水发生系统（5）的水位低于低水位时，开启进水泵（302）和启闭对应电磁阀，为换热水筒（501）供水，当检测到换热水筒（501）的水位到达高水位且温度低于100℃时，启闭对应电磁阀，并停止进水泵工作，同时打开加热热源（4）进行加热，并保持换热水筒（501）为封闭状态，压力保持在一个大气压，以保证水在100℃时沸腾；当换热水筒（501）内水的温度达到100℃时，控制系统（2）自动关闭加热热源（4），开启循环水泵（303），启闭对应电磁阀，把水送入储水系统（6）中；100℃的热水会通过储水系统（6）内的减压换热装置（605）进行换热，把热水温度降低到当地沸点温度，既能使水温仍保持在当地的开水状态，又能回收能量，避免能源浪费；只要储水系统（6）的水位达不到高水位，上述烧水过程一直持续，直到储水系统（6）中的水达到高水位时停止；在用水过程中，只要储水系统（6）中的水位高于低水位，负责供水的电磁阀一直处于打开状态，用户只要打开供水龙头，供水泵（304）就会从储水系统（6）中抽水，向用户供水；当储水系统（6）的水位低于低水位时，系统关闭负责供水的电磁阀和供水泵（304），停止对外供水。

系统排空及吹扫：当外界气温低于0℃，或设备不使用时，通过手动操作显示屏（203）控制，系统会对内部的水进行排空；系统先开启所有电磁阀，系统内的水通过重力自流，从系统最低端排出；然后启闭对应的电磁阀，开启系统中的空压泵（701），在换热水筒（501）和储水罐中充气，当两个罐体中的空气压力达到设定值时，开启对应电磁阀，利用空气压力对系统内残余的水进行吹扫，使系统每一处都处于无水状态，防止系统元器件被冻坏或者积水污染。

系统酸洗：在系统运行了一段时间后，由于水质的原因，系统内部会结垢，这时需要清洗系统；在酸洗单元内（301）内加注酸洗液，启闭对应的电磁阀和水泵，让酸洗液在整个系统中运行，把系统中的水垢清除干净，然后打开对应的电磁阀进行排污；之后，控制系统（2）会控制对应的电磁阀与水泵，为管路系统和两个罐体中加入清水，让清水在整个系统内运行，以清洗系统内部的酸洗液，然后排出；重复2-3次，完全去除酸洗液。

由于系统把烧水和储水完全分隔开，从储水系统（6）出去的供水是完全烧开的100℃的开水，因此避免了未烧开的水与烧开的水混合的阴阳水的问题，也避免了在一个容器中开水反复加热沸腾而形成的千沸水的问题，为用户提供了健康的饮用开水。

由于本开水炉的烧水容器体积相对较小，采用了多次烧水的轮作方式，因此可以及时的向用户提供开水，用户无需等待，即可饮用到健康的开水。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

本开水炉结构紧凑，在海拔0-5000m的范围内，提供真正100℃、完全杀菌的开水，避免了阴阳水和千沸水，开水炉全程自动控制运行，可即时提供开水，并可自动清洗水垢，在不使用时，系统能够自动排水吹扫，排空系统内残余存水，防止水残留变质及管路、元器件冻坏，健康卫生、节能环保。

附图说明

图1为本发明的轴测图；

图2为本发明控制系统（2）的轴测图；

图3为本发明隐藏部分零部件后的轴测图；

图4为本发明隐藏部分零部件后的另一视角的轴测图；

图5为本发明开水发生系统（5）的轴测图；

图6为本发明储水系统（6）的轴测图；

图7为本发明储水系统（6）的剖视图；

其中：框架（1）、控制系统（2）、管路系统（3）、加热热源（4）、开水发生系统（5）、储水系统（6）、吹扫系统（7）、电源变换器（201）、控制主板（202）、操作显示屏（203）、环境温度测量模块（204）、环境压力测量模块（205）、酸洗单元（301）、进水泵（302）、循环水泵（303）、供水泵（304）、电磁阀组（305）、换热水筒（501）、开水压力传感器（502）、开水温度传感器（503）、开水水位传感器（504）、储水罐（601）、储水压力传感器（602）、储水温度传感器（603）、储水水位传感器（604）、减压换热装置（605）、空压泵（701）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1、图3所示，本发明一种全海拔高原开水炉，包括框架（1）、控制系统（2）、管路系统（3）、加热热源（4）、开水发生系统（5）、储水系统（6）、吹扫系统（7）。

如图2所示，所述控制系统（2）包含电源变换器（201），控制主板（202），操作显示屏（203），环境温度测量模块（204）、环境压力测量模块（205）。

如图3、图4所示，所述管路系统（3）包括酸洗单元（301）、进水泵（302）、循环水泵（303）、供水泵（304）、电磁阀组（305），电磁阀组（305）是几个电磁阀的组合，每个电磁阀负责不同管路的启闭。

如图5所示，所述开水发生系统（5）包括换热水筒（501）、开水压力传感器（502）、开水温度传感器（503）、开水水位传感器（504）。

如图6、图7所示，储水系统（6）包括储水罐（601）、储水压力传感器（602）、储水温度传感器（603）、储水水位传感器（604），减压换热装置（605）。

如图3所示，所述吹扫系统（7）设置空压泵（701）。

控制系统（2）通过环境温度测量模块（204）、环境压力测量模块（205）采集所处位置的压力与温度，通过与控制系统（2）内置数据对比，就可以确定当前位置的海拔高度，控制系统根据所处位置的海拔高度，提取相应的控制方案，控制加热热源（4）的启停、采取的加热曲线和加热量；同时，控制系统（2）通过开水压力传感器（502）、开水温度传感器（503）、开水水位传感器（504）和储水压力传感器（602）、储水温度传感器（603）、储水水位传感器（604）采集开水发生系统（5）和储水系统（6）内的温度、压力、水位，控制对应的水泵、电磁阀，协调工作，从而生产出开水。

系统信息的采集与控制：在控制系统（2）中，控制主板（202）由电源变换器（201）供电，通过环境温度测量模块（204）、环境压力测量模块（205）采集所处位置的压力与温度，并接收系统中各模块单元的压力、温度、水位信号，控制加热热源（4）、进水泵（302）、循环水泵（303）、供水泵（304）、电磁阀组（305）做相应的动作；操作显示屏（203）可以显示系统的运行状态，并可接收外部指令，自由控制系统运行。

优选的，本发明采用燃油燃烧器作为加热热源；燃油具有易携带，燃烧值大的特点，在无电及经常迁徙的场景，燃油燃烧器具有无可比拟的优势。

本发明也可采用电热式热源或者燃气热源。

烧水及储水：当控制系统（2）检测到开水发生系统（5）的水位低于低水位时，开启进水泵（302）和启闭对应电磁阀，为换热水筒（501）供水，当检测到换热水筒（501）的水位到达高水位且温度低于100℃时，启闭对应电磁阀，并停止进水泵工作，同时打开加热热源（4）进行加热，并保持换热水筒（501）为封闭状态，压力保持在一个大气压，以保证水在100℃时沸腾；当换热水筒（501）内水的温度达到100℃时，控制系统（2）自动关闭加热热源（4），开启循环水泵（303），启闭对应电磁阀，把水送入储水系统（6）中；100℃的热水会通过储水系统（6）内的减压换热装置（605）进行换热，把热水温度降低到当地沸点温度，既能使水温仍保持在当地的开水状态，又能回收能量，避免能源浪费；只要储水系统（6）的水位达不到高水位，上述烧水过程一直持续，直到储水系统（6）中的水达到高水位时停止；在用水过程中，只要储水系统（6）中的水位高于低水位，负责供水的电磁阀一直处于打开状态，用户只要打开供水龙头，供水泵（304）就会从储水系统（6）中抽水，向用户供水；当储水系统（6）的水位低于低水位时，系统关闭负责供水的电磁阀和供水泵（304），停止对外供水。

系统排空及吹扫：当外界气温低于0℃，或设备不使用时，通过手动操作显示屏（203）控制，系统会对内部的水进行排空；系统先开启所有电磁阀，系统内的水通过重力自流，从系统最低端排出；然后启闭对应的电磁阀，开启系统中的空压泵，在换热水筒（501）和储水罐中充气，当两个罐体中的空气压力达到设定值时，开启对应电磁阀，利用空气压力对系统内残余的水进行吹扫，使系统每一处都处于无水状态，防止系统元器件被冻坏或者积水污染。

系统酸洗：在系统运行了一段时间后，由于水质的原因，系统内部会结垢，这时需要清洗系统；在酸洗单元内（301）内加注酸洗液，启闭对应的电磁阀和水泵，让酸洗液在整个系统中运行，把系统中的水垢清除干净，然后打开对应的电磁阀进行排污；之后，控制系统（2）会控制对应的电磁阀与水泵，为管路系统和两个罐体中加入清水，让清水在整个系统内运行，以清洗系统内部的酸洗液，然后排出；重复2-3次，完全去除酸洗液。

由于系统把烧水和储水完全分隔开，从储水系统（6）出去的供水是完全烧开的100℃的开水，因此避免了未烧开的水与烧开的水混合的阴阳水的问题，也避免了在一个容器中开水反复加热沸腾而形成的千沸水的问题，为用户提供了健康的饮用开水。

由于本开水炉的烧水容器体积相对较小，采用了多次烧水的轮作方式，因此可以及时的向用户提供开水，用户无需等待，即可饮用到健康的开水。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

本开水炉结构紧凑，在海拔0-5000m的范围内，提供真正100℃、完全杀菌的开水，避免了阴阳水和千沸水，开水炉全程自动控制运行，可即时提供开水，并可自动清洗水垢，在不使用时，系统能够自动排水吹扫，排空系统内残余存水，防止水残留变质及管路、元器件冻坏，健康卫生、节能环保。