CN102434971A - 即热式开水器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种即热式开水器，包括水箱、水泵、控制装置和加热容器，所述加热容器包括附有加热膜的加热部，所述加热容器还包括高于加热部的干烧检测部，干烧检测部上设有用于检测干烧检测部内水位的传感装置，传感装置与控制装置电连接，所述控制装置依据传感装置的信号控制加热部的工作状态。该控制方法的供水步骤包括控制装置控制水泵将水供给厚膜加热器内至传感装置的第一供水阶段、将厚膜加热器内的水加热至设定温度的停止阶段、控制水泵持续供水的第二供水阶段。如此即热式开水器的加热部启动加热时，其内部的流道已为有水状态，避免了干烧损坏危险，进而提高了整机的使用寿命。

Description

即热式开水器及其控制方法

技术领域

本发明涉及厨房家电技术领域，尤其涉及一种即热式开水器及其控制方法。 

背景技术

现有采用加热容器的家用即热式开水器，为保证出水的迅速以及保证出水的温度，通常通过以下几种方式实现： 

第一种方式：首先干烧大功率的即热式开水器，然后水快速通过即热式开水器的流道并持续加热，形成高温水；

第二种方式：在第一种方式的基础上，增加温度控制，实现后续加热的功率或流量调节，以保证出水的温度。

然而，第一种方式，由于大功率即热式开水器干烧，温度上升很快，极易使得其表面的厚膜加热丝损坏，影响整机的使用寿命、造成安全危险，并且由于初始水温（比如冬天零度的水）、供电电压不稳造成加热功率变化、水泵流量变化等因素严重影响烧水的质量，甚至出现烧不开水的危险；第二种方式在第一种方式基础上增加温度检测，以调节功率或流量，温度检测通常设置在出水口附近，即使检测到水未烧开，未烧开的水也直接流入接水杯内，而后续改变功率或流量形成的高温水与前面流入杯子重的未烧开水混合，也并不能完全将水烧开，存在饮用安全危险，除此以外，该第二种方式同样不能解决干烧的危险。 

发明内容                                                             

有鉴于此，有必要提供一种安全可靠的即热式开水的器及其控制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种即热式开水器，包括水箱、水泵、控制装置和加热容器，所述加热容器包括附有加热膜的加热部，所述加热容器还包括高于加热部的干烧检测部，干烧检测部上设有用于检测干烧检测部内水位的传感装置，传感装置与控制装置电连接，所述控制装置依据传感装置的信号控制加热部的工作状态。

所述干烧检测部包括连通加热部的出水口，传感装置设置在出水口处。 

所述加热容器与水箱之间还设有防止加热容器内水回流的止流件。 

所述止流件为设置在供水管内的单向阀。 

所述水泵为电磁泵。 

所述传感装置包括水位电极及温度传感器，所述控制装置依据水位电极的信号控制水泵的工作状态。 

一种即热式开水器控制方法，所述控制方法包括以下步骤： 

供水步骤：控制装置控制水泵提供加热容器的水；

加热步骤：控制装置控制加热膜将加热容器内水加热至设定温度；

所述供水步骤包括控制装置控制水泵将水供给加热容器内至传感装置的第一供水阶段、将加热容器内的水加热至设定温度的停止阶段、控制水泵持续供水的第二供水阶段。

所述停止阶段的停止时间为1 ~5秒。 

所述停止阶段中控制装置记录将流道内水加热至设定温度K的加热时间t及加热功率P，该控制方法还包括第二供水阶段中控制装置依据该加热时间t及加热功率P调节加热容器加热功率和/或水泵供水流量的第一调节过程。 

所述控制方法还包括第二供水阶段中控制装置依据出水口处的传感装置检测温度值调节加热容器加热功率和/或水泵供水流量的第二调节过程。 

本发明的有益效果是： 

本发明所述干烧检测部是指当加热容器内水位到达干烧检测部时，加热容器内的水已覆盖加热部，即在干烧检测部的传感装置形成加热容器的安全液面控制，当水位超过或达到该安全液面时，水已覆盖加热部，不会出现干烧现象，当水位低于该安全液面时，加热部不加热，避免干烧。

本发明所述加热容器还包括高于加热部的干烧检测部，干烧检测部上设有用于检测干烧检测部内水位的传感装置，传感装置与控制装置电连接，所述控制装置依据传感装置的信号控制加热部的工作状态。当水位到达干烧检测部时，加热容器内的水已覆盖加热部，如此，一方面，在即热式开水器启动时，可以检测加热容器内是否有残留水，若有残留水，将其排出，减少残留水时间过长滋生细菌的危险；另外一方面启动后，使加热容器的加热部加热时，水已覆盖加热部，避免了加热膜的干烧损坏的危险。 

同样道理，该传感器设置在加热容器的出水口处。 

进一步地，本发明所述加热容器与水箱之间还设有防止加热容器内水回流的止流件。避免了水泵停止供水开始加热时，加热容器内的水回流，造成加热部局部干烧的危险。 

同样道理，将水泵改为电磁泵，由于电磁泵本身具备单向供水防回流的效果，减少了结构设计的复杂性。 

另外，本发明所述传感装置包括水位电极及温度传感器，所述控制装置依据水位电极的信号控制水泵的工作状态。如此，即可以通过水泵控制供水流量及供水时间，又可以实现通过温度检测调节加热功率、流量等参数进一步地保证取水温度。 

本发明所述供水步骤包括控制装置控制水泵将水供给加热容器内至传感装置的第一供水阶段、将流道内的水加热至设定温度的停止阶段、控制水泵持续供水的第二供水阶段。如此加热部启动加热时，加热容器内部已为有水状态，避免了干烧损坏的危险，进而提高了整机的使用寿命。 

本发明所述停止阶段的停止时间为1~5秒。如此，避免由于停止阶段的时间过长，而造成即热式开水器不能即时出热水的弊端。 

本发明所述停止阶段中控制装置记录将流道内水加热至设定温度K的加热时间t及加热功率P，第二供水阶段中控制装置依据该加热时间t及加热功率P调节加热容器的加热功率和/或水泵的供水流量。从而可以计算出加热满流道水至指定温度所需要的实际热量，根据该实际热量实现加热功率和/或水泵的供水流量的双重调节，避免由于环境温度、水温等外界因素影响，导致水烧不开的状况。 

除此以外，本发明所述第二供水阶段中控制装置依据出水口处的传感装置的检测值调节加热容器的加热功率和/或水泵的供水流量。根据出水口的温度变化差，调节加热功率与供水流量的匹配关系，进一步的减小出水温度的偏差，保证出水温度的可控性。 

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。 

图1是本发明即热式开水器的第一实施方式结构示意图； 

图2是本发明即热式开水器的加热容器局部分解示意图；

图3是图1所示的即热式开水器的控制方法第一实施方式流程图；

图4是本发明即热式开水器的第二实施方式结构示意图；

图5是图4所示的即热式开水器的控制方法第二实施方式流程图。

图中部件名称对应的标号如下： 

10、即热式开水器；11、水箱；111、供水管道；112、单向阀；12、加热容器；121、进水口；122、出水口；123、加热膜；124、基板；125、底板；126、前端部；127、干烧检测部；128、加热部；13、水泵；14、控制装置；15、传感装置；151、水位电极；152、温度传感器；16、放水嘴；20、即热式开水器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步地详述： 

实施方式一：

请参阅图1，本发明即热式开水器的第一实施方式，所述即热式开水器10包括水箱11、加热容器12、控制装置14、水泵13、放水嘴16。水箱11与加热容器12通过供水管111及水泵13连通。控制装置14电连接加热膜123与水泵13。所述加热容器12包括连通水箱11的前端部126、附着有加热膜123的加热部128以及高于加热部128的干烧检测部127，干烧检测部127上设有用于检测干烧检测部127内水位的传感装置15。传感装置15与控制装置14电连接。所述控制装置14依据传感装置15的信号控制加热部128的工作状态。

所述水箱11可拆卸的安装在即热式开水器10上，水箱11的底部连接供水管道111。该供水管道111上设有单向阀112。当水泵13供水时，单向阀112打开，水泵13停止供水时，单向阀112关闭。 

请参阅图2，所述加热容器12为厚膜加热器，包括加热膜123、基板124及底板125。加热膜123印刷在基板124上形成加热部128。基板124与底板125密闭形成液体流道。该液体流道设有进水口121及出水口122。前端部126通过进水口121连通水箱11，干烧检测部127通过出水口122连通放水嘴16。传感装置15设置在出水口122处。 

所述传感装置15包括设置在加热容器12的出水口122处的水位电极151。该水位电极内部设有温度传感器152，水位电极151与温度传感器152一体制作。该水位电极151当加热容器12内的水对附有加热膜123的加热部128处于完全覆盖状态时，即水已充满加热部128时，反馈信号给控制装置14。所述控制装置14依据水位电极151的信号控制水泵13的工作状态。 

请参阅图3所示的本发明即热式开水器的控制方法的第一实施方式，该控制方法包括： 

供水步骤：控制装置14控制水泵13提供加热容器12的水；

加热步骤：控制装置14控制加热膜123加热流道内水至设定温度；

所述供水步骤包括控制装置14控制水泵13将水供给加热容器12至传感装置15的第一供水阶段、将加热容器12内的水加热至设定温度的停止阶段、控制水泵13持续供水的第二供水阶段。

所述第一供水阶段与加热步骤同时进行，第一供水阶段中控制装置14依据传感装置15的检测信号，当检测为有水时，控制装置14控制水泵13将水排出，当检测为无水时，控制水泵13将水供给加热容器12至水位电极151，通过水位电极151检测加热容器12内的水对附有加热膜123的加热部128处于完全覆盖状态，加热膜123加热步骤开始，此时加热容器12内已有水，有效避免加热容器12的干烧现象。当满足要求时，进入停止阶段； 

所述停止阶段中，加热膜123将加热容器12内的水加热至设定温度K。该停止阶段水泵13的停止时间为1至5秒以内，若该停止时间小于1秒，停止时间过短，很难保证水加热至设定温度K；若该停止时间大于5秒，出水时间太长，即热式开水器无法达到即热的效果。因此本发明设定该停止时间为3秒。当温度达到设定温度K时，控制装置14记录加热时间t及加热功率P，并进入第二供水阶段；

所述第二供水阶段中的加热步骤包括控制装置14依据该加热时间t及加热功率P调节加热容器加热功率的第一调节过程，即控制装置14依据加热时间t及加热功率P计算出加热满流道水至指定温度所需要的实际热量，此时，控制装置14依据该实际热量与水泵13提供的水从进水口121流至出水口122所需要的时间，而计算出加热该流动水至设定温度所需要的功率，根据该所需要的功率调节加热容器12的实际功率。若该功率较大，减小功率，避免将流道内的水加热温度过高而汽化形成压力，影响出水安全；若该功率较小，增加功率，避免流道内的水烧不开的危险。另外，当该功率调节至最大或最小时仍未满足以上要求，则控制装置14调节水泵13的供水流量，使得功率与流量匹配，保证流道出水温度的同时避免了流道内的水温度过高汽化，造成能量浪费。当第二供水阶段结束，该即热式开水器完成工作。

本发明将水泵13的供水分为第一供水阶段、停止阶段与第二供水阶段。第一供水阶段与加热步骤同时进行，并且在停止阶段中，水已覆盖附有加热膜123的加热部128，再对水加热至设定温度，有效的避免了加热容器12的干烧，提高了加热容器12的寿命；另外通过对停止阶段加热功率及加热时间的采集，引进了第一调节过程，保证了第二供水阶段加热功率及水泵12流量的匹配调节，保证出水温度的同时，节约了能量。 

可以理解，所述水位传感器与温度传感器也可以分开分别设置在出水口处。 

可以理解，所述第一调节过程也可以依据加热时间t及加热功率P调节水泵的流量，当流量不可调时，再调节加热功率。那么这种本发明非本质的变化，也在本发明保护范围之内。 

实施方式二： 

请参阅图4，本发明即热式开水器20的第二实施方式，该即热式开水器20与即热式开水器10的不同点在于：所述水泵13为电磁泵。由于电磁泵本身具备单向供水防回流的效果，减少了结构设计的复杂性。

请参阅图5所示的本发明即热式开水器的控制方法的第二实施方式，其与控制方法的第一实施方式的区别在于：所述控制方法还包括第二供水阶段中控制装置14依据出水口122处的温度传感器152的检测值调节加热膜123加热功率的第二调节过程。 

所述第二调节过程中控制装置14获取温度传感器152的检测温度与设定温度进行比较，进而判断该温差变化率的大小，从而实现对水泵13的流量调节的幅值进行调节，若该温差变化率较大，调节流量的幅值增加；若该温差变化率较小，则调节流量的幅值减小；通过温差变化率的大小，调节流量幅值，使得当温度越接近设定温度时，调节流量的幅值越小，进一步增强了出水温度的可控性。同样道理，当水泵13流量无法调节时，依据该温差变化率的大小，调节加热容器12的加热功率，若该温差变化率较大，增加调节功率的幅值；若该温差变化率较小，减小调节功率的幅值。 

本发明通过电磁泵实现单向供水，减少了单向阀的结构设计，简化了即热式开水器的结构。此外，本发明引入控制装置14获取温度传感器152的检测温度与设定温度进行比较，进而判断该温差变化率的大小，从而实现对水泵13的流量或加热功率调节的幅值进行调节的第二调节过程。有效的减小了温度接近设定温度时的充盈状态，节约能源的同时使得出水温度更加可控。 

可以理解，所述第二调节过程也可以先调节加热功率的幅值，再调节水泵流量的幅值。那么这种本发明非本质的变化，也在本发明保护范围之内。 

本实施方式中，其余步骤和有益效果均与第一实施方式一致，这里不再一一赘述。

  

Claims (10)

1.一种即热式开水器，包括水箱、水泵、控制装置和加热容器，所述加热容器包括附有加热膜的加热部，其特征在于，所述加热容器还包括高于加热部的干烧检测部，干烧检测部上设有用于检测干烧检测部内水位的传感装置，传感装置与控制装置电连接，所述控制装置依据传感装置的信号控制加热部的工作状态。

2.如权利要求1所述的即热式开水器，其特征在于，所述干烧检测部包括连通加热部的出水口，传感装置设置在出水口处。

3.如权利要求2所述的即热式开水器，其特征在于，所述加热容器与水箱之间还设有防止加热容器内水回流的止流件。

4.如权利要求3所述的即热式开水器，其特征在于，所述止流件为设置在供水管内的单向阀。

5.如权利要求2所述的即热式开水器，其特征在于，所述水泵为电磁泵。

6.如权利要求2所述的即热式开水器，其特征在于，所述传感装置包括水位电极及温度传感器，所述控制装置依据水位电极的信号控制水泵的工作状态。

7.一种如权利要求1至6任意一项所述的即热式开水器控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

供水步骤：控制装置控制水泵提供加热容器的水；

加热步骤：控制装置控制加热膜将加热容器内水加热至设定温度；

其特征在于，所述供水步骤包括控制装置控制水泵将水供给加热容器内至传感装置的第一供水阶段、将加热容器内的水加热至设定温度的停止阶段、控制水泵持续供水的第二供水阶段。

8.如权利要求7所述的即热式开水器的控制方法，其特征在于，所述停止阶段的停止时间为1 ~5秒。

9.如权利要求8所述的即热式开水器的控制方法，其特征在于，所述停止阶段中控制装置记录将流道内水加热至设定温度K的加热时间t及加热功率P，该控制方法还包括第二供水阶段中控制装置依据该加热时间t及加热功率P调节加热容器加热功率和/或水泵供水流量的第一调节过程。

10.如权利要求9所述的即热式开水器的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括第二供水阶段中控制装置依据出水口处的传感装置检测温度值调节加热容器加热功率和/或水泵供水流量的第二调节过程。

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