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液体处理系统和其控制方法、控制装置、可读存储介质

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


液体处理系统和其控制方法、控制装置、可读存储介质

技术领域

本申请属于液体加热领域,具体而言,涉及一种液体处理系统和其控制方法、控制装置、可读存储介质。

背景技术

日常生活中,人们都有饮用凉白开的习惯。现在的即热容器可以快速将t水加热。而日常生活电器中,家用桌面饮水机的最高功率依据电器安规要求,需要限定在2300W以内。理论上,在直饮水机场景下,该功率可以将7.3g/s室温水加热至沸腾。但现有出水量由于电热效率及热能利用率的损耗,通常直饮水机液体经过加热组件的速率不足6.5g/s,从而导致现有的桌面饮水机等产品的出液水流较小,容易形成断流,故而影响了用户的使用体验。

因此,如何设计出一种新的能够提高液体经过加热组件的速率的液体处理系统就成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

本发明的第一方面在于提供一种液体处理系统。

本发明的第二方面在于提供一种用于上述液体处理系统的控制方法。

本发明的第三方面在于提供一种用于上述液体处理系统的控制装置。

本发明的第四方面在于提供另外一种用于上述液体处理系统的控制装置。

本发明的第五方面在于提供一种用于可读存储介质。

本发明的第六方面在于提供一种液体处理系统。

本发明第一方面的技术方案提供了一种液体处理系统,包括:供液口;预热组件,与供液口连接,用于蓄积热量,并在液体处理系统处于加热状态时,通过蓄积的热量对来自供液口的液体进行预热;加热组件,与预热组件连接,用于对预热组件预热后的液体进行再次加热。

根据本发明提供的液体处理系统,包括供液口、预热组件、加热组件。其中,液体处理系统可具体为桌面饮水机,进一步地为桌面直饮的饮水机,也即将液体烧开后直接输出,或者将液体烧开后调节成适合饮用后的温度输出的饮水机。具体而言,预热组件与供液口连接,其目的在于,在平时用户不用水等液体时,也即闲时非加热状态时进行蓄积热量,然后在用户需要用水等液体时,利用提前蓄积的能量,先把供液口供给的液体进行预热到一定的温度,而经过预热后的液体进入到加热组件后,被快速加热至沸腾。加热到沸腾后的液体经过出液组件排出,或者加热到沸腾后的液体也可进行换热或者与其他液体进行综合后排出。该种方案,能够在闲时状态(不加热状态),通过预热组件提前蓄积热量,并在需要用水等液体时,通过预热组件提前蓄积的热量对液体进行预热,而在预热阶段,预热组件对液体进行预热,并不需要消耗功率,因此,加热组件依旧能够以最大允许功率,也即全功率进行加热,这样就可以在较低的功率下实现更高效率的加热,这样对于相同加热组件的功率而言,其便能够同时将更多的液体加热至沸腾,以此就可以提高液体经过加热组件的速率,解决了现有方案中的家用桌面饮水机的出液速率低,容易断流的问题。因为,对于家用桌面饮水机等液体处理系统而言,其最高加热功率依据电器安规要求,需要限定在2300W(W为瓦特,功率单位)以内,也即加热组件的加热功率需要小于等于2300W。而在该功率下,由于电热效率及热能利用率的损耗,通常直饮水机等的出水速度不足6.5g/s,从而导致了现有的桌面饮水机等产品的出液液流较小,容易形成断流的现象。而本申请中,在将加热组件的加热功率设置在2300W的时候,由于加热组件加热前的液体是通过预热组件进行预热的,故而其出液速率明显大于现有的6.5g/s,以此就提高了产品的出液速率,解决了现有方案中的桌面饮水机等产品的出液速率小,容易断流的问题。

其中,本申请,预热组件在出液之前是会提前蓄热的,其不同于分段加热,因为对于分段加热来说,在加热时,每个段都是在正常耗电的。比如,对于前后两段加热的装置而言,前段加热装置虽然也可以加热,但是其不是在出液之前提前蓄积热量,而是在出液时才开始将电能转换成热量。因此,分段加热的本质是将一个加热装置分成两个加热部分,其本质依旧是在出液时同时加热,而不是在出液时对液体进行预热。一般而言,本申请中的预热组件可以理解为一个换热装置,其旨在出液时,将提前蓄存的热量换热给从供液口输送过来的液体,以实现对液体的预热。

其中,本申请中,液体处理系统处于加热状态和非加热状态,是以加热组件、预热组件是否出液,或者供液口是否供液进行界定的。也即加热状态还是非加热状态主要是看是否有液体需要被加热至目标温度。比如,加热状态为有液体经过加热组件被加热的状态,非加热状态为无液体经过加热组件被加热的状态。

在上述任一技术方案中,液体处理系统还包括:控制器,用于根据预热组件的预热温度调节液体经过加热组件的速率。

在该些技术方案中,液体处理系统还包括控制器。控制器用于调节液体经过加热组件的速率。具体而言,加热组件能将多大流量的液体加热至目标出水温度,一般为沸腾温度,取决于预热组件的预热温度,也即当预热温度确定以后,能将多大流量的液体加热至沸腾等所需的目标出水温度,也基本确定了。因此,控制器可基于预热组件预热后的液体的温度来合理调控液体经过加热组件的速率,以使所有输出的液体都能够被加热至目标出水温度(比如沸腾)。该种方案,通过对预热温度的监控,可以避免因为预热组件的预热能力不足等原因而导致液体没有加热到目标出水温度(比如沸腾温度)就被输出的现象发生,以此就确保了在实现大流量出液的同时,能够始终确保输出的液体是加热到沸腾等目标出水温度的。

其中,考虑到在接液端,会涉及到后续的出液调控等操作,这里的目标出水温度指的是加热组件的出液端输出的温度。

进一步地,液体处理系统内储存有预热温度和液体经过加热组件的速率的预设关系。该预设关系使得加热组件能够将液体加热至目标出水温度。控制器用于根据预热组件的预热温度以及预设关系调节液体经过加热组件的速率的大小,而由于该预设关系是提前设好的,故而以该流量经过加热组件并被预热组件预热至预热温度的液体便能够被加热组件加热至沸腾等目标出水温度。具体而言,可提前测量出,预热温度和液体经过加热组件的速率的关系并进行对应存储,然后在确定出预热温度后,便可基于提前设置好的关系计算出对于所需的液体经过加热组件的速率值,然后便可控制产品以计算出的液体经过加热组件的速率进行出液。

进一步地,预设关系为:T1≥A-P/V

在上述任一技术方案中,液体处理系统还包括:第一温度检测装置,用于检测供液口供给的液体的温度;控制器用于根据温度、预热温度调节液体经过加热组件的速率。

在该些技术方案中,液体处理系统还包括第一温度检测装置。用于检测供液口供给的液体的温度,在液体处理系统包括液体容器时,该温度一般为室温。控制器用于根据温度、预热温度和目标出水温度调节液体经过加热组件的速率的大小。其中,结合预热之前的液体温度能够确定预热组件能否将当前流量的液体预热至预热温度。若能够,则保持当前流量不变或者适当的增大液体经过加热组件的速率。反之,若确定预热组件不能将当前流量的液体预热至预热温度,则可以适当地减小液体经过加热组件的速率。该种方案能够结合供液口处的液体温度合理地调节液体经过加热组件的速率,进而使得所有排出的液体均能够被加热至沸腾等所需的目标出水温度,这样就避免了因为供液口处的液体温度差异而导致的出液温度不足的情况发生,以此就能够在将液体加热至沸腾等所需的温度的同时,确保大流量出液。

进一步地,W2=Cp×(A-T

在上述任一技术方案中,液体处理系统还包括:第二温度检测装置,用于检测预热组件的预热温度。以便控制器能够基于预热温度来进行对应的流量调节。

在该技术方案中,第二温度检测装置可具体设置在预热组件的出液口处,以检测预热组件输出后的液体的温度,以此可以确定预热组件将液体预热至了多少摄氏度。而该温度可后续结合加热组件的加热功率来确定加热组件能够将多少液体加热至目标出水温度,以此就可以实现对液体经过加热组件的速率的实时调节,以便能够最大程度地实现大流量出液。

进一地,液体处理系统还包括:流量控制装置,设置在供液口和预热组件之间;控制器与流量控制装置连接,用于通过调节流量控制装置的工作,以调节液体经过加热组件的速率的大小。

在该些技术方案中,液体处理系统还包括流量控制装置。流量控制装置设置在供液口和预热组件之间。控制器与流量控制装置连接,用于通过调节流量控制装置的工作,以调节液体经过加热组件的速率。在通过第一温度检测装置对供液口液温的监控、以及对预热组件的预热温度的监控而对液体经过加热组件的速率进行合理控制时,可以通过控制流量控制装置的流量来调节进入到加热组件内的液量,以此就合理地控制了液体经过加热组件的速率,也即控制液体经过加热组件的速率主要是控制供液口供给液体的速率。

进一步地,流量控制装置可为液泵,而液泵的设置除了可以控制流量之外,还可以增大供液压力,避免因为液压不足而导致供液不足。

在另一技术方案中,流量控制装置包括流量调节阀,也即也可以不设置液泵,而设置流量调节阀等来调节经过的液量,以此也可以实现对液体经过加热组件的速率的控制。

在上述任一技术方案中,液体经过加热组件的速率大于7.3g/s,或液体经过加热组件的速率大于等于9g/s小于等于13g/s。

在该技术方案中,通过预热组件的预热,使得液体经过加热组件的速率能够大于7.3g/s,也即本申请中,液体经过加热组件的最小速率都是大于7.3g/s的。而相关技术中,即热式产品无法做到7.3g/s的加热速率,导致产品的液体经过加热组件的速率较慢,严重降低了用户的体验。而本申请中,液体经过加热组件的速率已经高于了相关技术中的同类产品的速率,以此提高了产品的加热速率,提高了用户体验,确保产品实现了大流量出液。

在上述任一技术方案中,预热组件在液体处理系统处于非加热状态时,处于蓄热状态或保温状态。

在该技术方案中,预热组件在非加热状态时,会提前蓄热,直至蓄热到饱和后就进行保温。当然,如果产品前后两次的出液间隔较短,预热组件可能没有蓄热到饱和就开始需要预热了。但总之,预热组件只要在非加热状态时,都会直接进行蓄热,直到饱和后进行保温,以为后续的预热提前做好准备。

在上述任一技术方案中,预热组件包括换热部件和加热部件。换热部件包括液体管路和蓄热部件,液体管路连接在供液口和加热组件之间。蓄热部件用于与液体管路内的液体进行换热。加热部件用于加热蓄热部件,使蓄热部件蓄热。

在该些技术方案中,预热组件包括换热部件。换热部件包括液体管路。液体管路设置在供液口和加热组件之间,实现了供液口和加热组件之间的连接。液体管路用于将供液口输送过来的液体进行预热后输送给加热组件。同时,预热组件还包括蓄热部件,其中,蓄热部件具有一定的蓄热能力,能够将热量进行储存,以供后续使用。而蓄热部件在需要出液体的时候,与液体管路内的液体进行换热,也即在需要出液体的时候,蓄热部件内储存的热量传递给液体管路内的液体中,以实现对液体的预热。同时,预热组件还包括加热部件。加热部件用于加热蓄热部件,以使蓄热部件能够不断地储存热量,其中,加热部件可以在不出液体的时候进行加热,以使蓄热部件蓄热,也可以在加热状态时,基于功率分配以较小的功率进行加热,以便能够延长预热组件的预热时间,以此就可以提高产品的连续出液时长,以使产品能够更长时间、大流量地连续供给沸腾的液体。

在上述任一技术方案中,预热组件包括:保温部件,包裹在换热部件外,用于对换热部件进行保温。

在该些技术方案中,预热组件包括保温部件。保温部件包裹在换热部件外,保温部件用于对换热部件进行保温。通过设置保温部件可以提高换热部件的保温效能,避免换热部件的热量损失,这样就可以降低维持换热部件的温度所需的功率,以此就降低了产品的能耗。同时,由于换热部件的保温效果较好,因此在同等蓄热能力的情况下,换热部件可以使用的时间更长,这样就可以提高产品的连续出液时长。

在上述任一技术方案中,加热部件包括厚膜、电阻丝、陶瓷加热片中的至少一种。

在该些技术方案中,加热部件的形式可根据需要设置成不同,比如,可具体为厚膜、电阻丝、陶瓷加热片中等中的一种或多种组合。而最佳地,加热部件为电阻丝,因为,电阻丝比较常见,故而可以降低产品的成本。进一步地,加热部件设置在换热部件内部,也即加热部件直接在换热部件内部进行加热,这样可以避免加热部件的热量损失,提高加热部件的加热效率。

其中,预热组件为模块化结构。预热组件能够拆卸地安装在供液口和加热组件之间。也即预热组件为选配结构,可以根据需要设置,在不需要预热时,可以将预热组件拆卸下来,或者在出厂时,就不组装预热组件。

在上述任一技术方案中,蓄热部件内设置有蓄热介质,加热部件用于加热蓄热介质。

在该些技术方案中,蓄热部件内设置有蓄热介质,比如相变材料等。而加热部件具体就是用于加热蓄热介质,以使蓄热介质储存热量的。

在上述任一技术方案中,蓄热介质包括导热油、水或者相变材料中的一种或者多种。

在该些技术方案中,蓄热介质的类型可以根据需要设置,比如导热油、水或者相变材料中的一种或者多种。而一般地,蓄热介质选择相变材料,因为相变材料的蓄热能力较好,且更好安装保存。当然,蓄热介质设置成导热油、水也是可以的。或者蓄热介质可以是多种介质的组合,比如不同的相变材料的组合,或者相变材料与导热油或水的组合。

其中,相变材料可为固液相变材料,如石蜡复合相变材料、合盐类材料等。

在上述任一技术方案中,液体处理系统还包括出液组件,与加热组件连接,用于输出加热组件加热后的液体。

在该些技术方案中,液体处理系统还包括出液组件。出液组件与加热组件连接,用于输出加热组件加热后的液体。出液组件为产品的出液嘴,用户使用时,可通过出液组件进行接液。进一步地,出液组件与加热组件之间,可以是直接连接,也可以是间接连接,也即加热组件加热后的液体可以直接通过出液组件排出,也可以通过换热装置等换热或者其他装置进行处理后再通过出液组件排出。

在上述任一技术方案中,液体处理系统包括液体容器。通过设置液体容器可以将液体提前储存,这样就不用外接水管等结构,使得产品的摆放位置更加灵活,以此更加符合桌面饮水机等的要求。当然,产品也可以不设置液体容器,此时,液体处理系统包括连接管,该连接管可以与外接液源连接,以将外接液源的液体输送给预热组件。而供液口可具体为液体容器的出口。

进一步地,加热组件可以是即热式组件,也可以是非即热式组件,而即热式组件能够快速的将液体加热至沸腾,达到即热即饮的效果。而非即热式组件需要等待加热至沸腾后才能将液体输出,虽然不能达到即热即饮,但同样能使得输出的液体温度适合人饮用。在具体设置时,可根据需要将加热组件设置成即热的,或者非即热的。其中,即热式加热组件可以为厚模式加热管或者PTC管。

进一步地,液体处理系统为即热式加热容器。更进一步地,液体处理系统还包括换热装置,设置在出液组件和加热组件之间,用于将加热组件加热至沸腾的液体冷却至便于直饮的温度,以供用户饮用。

其中,蓄热部件包括相变材料,液体管路设置在相变材料内部,加热部件设置在相变材料的一侧,此时,可以在相变材料的另一侧设置第三温度检测装置,以检测相变材料的温度。该温度可以确定预热组件的蓄热能力,以此可以结合该温度来进行产品的流量控制。

本发明第二方面的技术方案提供了一种液体处理系统的控制方法,用于第一方面的技术方案提供的液体处理系统。液体处理系统包括非加热状态,控制方法包括:在非加热状态,控制预热组件进行蓄热;响应于出液指令,通过供液口向预热组件供液;通过预热组件对经过预热组件的液体进行预热;控制加热组件对流经加热组件的液体进行加热处理。

根据本发明提供的液体处理系统的控制方法,用于具有预热功能的液体处理系统。液体处理系统包括供液口、预热组件、加热组件等。该种方案,在平时用户不用水等液体时,也即闲时非加热状态时进行蓄积热量,然后在用户需要用水等液体时,利用提前蓄积的能量,先把供液口供给的液体进行预热到一定的温度,而经过预热后的液体进入到加热组件后,被快速加热至沸腾。加热到沸腾后的液体经过出液组件排出,或者加热到沸腾后的液体也可进行换热或者与其他液体进行综合后排出。该种方案,在预热阶段,预热组件对液体进行预热,并不需要消耗功率,因此,加热组件依旧能够以最大允许功率,也即全功率进行加热,这样就可以在较低的功率下实现更高效率的加热,这样对于相同加热组件的功率而言,其便能够同时将更多的液体加热至沸腾,以此就可以提高液体经过加热组件的速率,解决了现有方案中的家用桌面饮水机的出液速率低,容易断流的问题。因为,对于家用桌面饮水机等液体处理系统而言,其最高加热功率依据电器安规要求,需要限定在2300W(W为瓦特,功率单位)以内,也即加热组件的加热功率需要小于等于2300W。而在该功率下,由于电热效率及热能利用率的损耗,通常直饮水机等液体经过加热组件的速率不足6.5g/s,从而导致了现有的桌面饮水机等产品的出液液流较小,容易形成断流的现象。而本申请中,在将加热组件的加热功率设置在2300W的时候,由于加热组件加热前的液体是通过预热组件进行预热的,故而其液体经过加热组件的速率明显大于现有的6.5g/s,以此就提高了产品的液体经过加热组件的速率,解决了现有方案中的桌面饮水机等产品的液体经过加热组件的速率小,容易断流的问题。

在上述任一技术方案中,在非加热状态,控制预热组件进行蓄热的步骤具体包括:在非加热状态,控制预热组件以第一蓄热功率进行蓄热,并在蓄热状态满足预设状态时,控制预热组件以第二蓄热功率进行保温。第一蓄热功率大于第二蓄热功率。

在该技术方案中,预热组件蓄热的时候,可以根据提前设置好的第一蓄热功率进行蓄热,并在蓄热至饱和后进行保温。而一般地,在非加热状态,预热组件以全功率进行蓄热,也即以其允许的最大功率进行蓄热,以此可以确保蓄热速度,以便能够尽快地达到蓄热饱和状态,这样就可以提前确保好预热能力,以便能够延长产品的连续出液时长或者提高产品的液体经过加热组件的速率。

在上述任一技术方案中,控制方法还包括:基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率的大小。

在该技术方案中,能够根据产品的实际参数来调节液体经过加热组件的速率,也即能够在将液体加热至沸腾等目标出水温度的情况下,尽可能地加大液体经过加热组件的速率。比如,在液体经过加热组件的速率(一般为提前设置好的大流量液体经过加热组件的速率)不满足目标出水温度时,适当地降低液体经过加热组件的速率的大小,而在液体经过加热组件的速率能够满足目标出水温度时,可以选择保持当前速率或者加大速率,也即该种方案,能够基于实际情况,对速率进行合理控制,以使速率能够更加符合实际需求,以此便可以提高用户体验。

在上述技术方案中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率的大小的步骤包括:基于加热组件的实际加热功率和液体经过加热组件的预计速率计算出所需的预热温度;在所需的预热温度小于预热温度最小允许值时,进行预设处理,以使预热温度的值大于等于预热温度最小允许值。具体而言,预设处理包括以下至少之一:减小液体经过加热组件的速率;增大预热组件的预热温度;增大预热组件的预热功率。也即在所需的预热温度小于预热温度最小允许值时,便可判定液体经过加热组件的速率不满足目标出水温度,然后便可进行上述预设处理。

在该技术方案中,如果想要液体经过加热组件的速率越大,那么预热组件的预热温度需求越大,也即液体经过加热组件的速率和预热组件的蓄热能力是呈正相关的,因此,在调节液体经过加热组件的速率时,为了能够将一定速率(一般为提前设置好的大流量液体经过加热组件的速率值)的液体加热至目标出水温度,存在一个预热温度最小允许值,也即如果预热温度低于该值的话,基本很难将液体加热至沸腾等所需温度。因此,在该方案中,提前设置了预热温度最小允许值。而在具体进行速率调节时,可以先确定出加热组件的实际加热功率和液体经过加热组件的预计速率,这里的实际加热功率和液体经过加热组件的预计速率可以是提前设置的常数,也可以是经过计算出的动态数值。此后,可以根据加热组件的实际加热功率确定将液体经过加热组件的预计速率的液体加热到沸腾等目标出水温度时,需要预热组件将液蓄热到多少摄氏度,也即确定出预热温度,此后可以判断所需的温度是否能够超过预热温度最小允许值(最小值可以是直接预设的,也可以是根据A、V、P等计算出的所需的预热温度最小值。其中,预热温度最小允许值=Cp×(A-T1)×V,A为加热组件的目标出水温度,Cp为液体的比热容),如果能,则说明是可以将确定流量的液体加热至沸腾等温度的。如果不能,则说明当前的预热组件的蓄热能力不能满足当前需要,此时,可以对流量、或者加热组件的加热功率、或者预热组件的预热温度等进行调节,比如,采取减小液体经过加热组件的速率,增大预热组件的预热功率,使预热组件的预热功率大于预设值,或者增大预热组件的预热温度,使预热组件的预热温度大于预热温度设定值等措施,直到所需的预热温度的值大于等于预热温度最小允许值。该种方案,能够确保输出的液体都是满足目前温度需求的,避免了因为液体经过加热组件的速率、加热组件的加热功率等设置的不合适而导致的没有将液体加热至沸腾等所需的目标出水温度就输出的现象发生,比如,避免没有将液体烧开就输出的情况发生。

在又一具体方案中,可以先获取加热组件的加热功率W2,然后通过公式W2=Cp×(A-T1)×V计算出液体经过加热组件的速率V的值,并以此控制出液流量。

在上述技术方案中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率的大小的步骤包括:确定预热组件的当前预热功率或当前预热温度;根据预热组件的当前预热功率或当前预热温度计算出液体经过加热组件的最大允许速率值;控制液体经过加热组件的实际速率小于等于液体经过加热组件的最大允许速率值。

在该技术方案中,提前确定出了预热组件的当前预热功率或当前预热温度,此时,可基于公式或者查表等确定出当前预热功率或当前预热温度对应的液体经过加热组件的最大允许速率值,也即确定出在当前预热功率或当前预热温度的情况下,能够将多大流量的液体加热至沸腾目标出水温度,该流量值即为液体经过加热组件的最大允许速率值。而在具体调节出液流量时,需控制流量不超过这个流量的最大值,否则无法从加热组件输出100℃等目标出水温度的液体。以此就在满足预设大流量出液的同时,确保了出液温度都能满足所需要求,不会因为提前设置大流量而导致液体没有被加热至沸腾等目标出水温度。

在上述技术方案中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率的大小的步骤包括:根据供液口处的液体温度、液体经过加热组件的预计速率计算出预热组件的预热功率最小所需值,在预热组件的实际预热功率小于预热功率最小所需值时,减小液体经过加热组件的速率。

在该技术方案中,可以提前根据供液口处的液体温度、以及所需要的大流量计算出所需的预热功率,该值即为预热功率最小所需值。此后,可实时监测预热组件的实际预热功率,比较预热组件的实际预热功率和预热功率最小所需值,来确定当前的预热组件的预热能力是否能够将所需要的大流量液体加热至目标出水温度,如果不能,则可以对应减少液体经过加热组件的速率,以在实现大流量出液的同时,确保能够将液体加热至沸腾等目标出水温度,以确保出液温度都能满足所需要求,不会出现因为提前设置大流量出液而导致液体没有被加热至沸腾等目标出水温度的情况。同时,该种方案,考虑到了进液温度的影响,消除了供液口处的液体温度差异而导致的出液温度差异,以此就提高了出液控制精度,从而确保了出液温度的稳定性。

在上述技术方案中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率的大小的步骤包括:根据供液口处的液体温度、预热组件的实际预热功率或实际预热温度计算出液体经过加热组件的最大允许速率值,控制液体经过加热组件的实际速率小于等于液体经过加热组件的最大允许速率值。

在该技术方案中,可以提前根据供液口处的液体温度、预热组件的实际预热功率或实际预热温度计算出运行的最大速率。然后将液体经过加热组件的实际速率控制在允许的最大速率之下,以在实现大流量出液的同时,确保能够将液体加热至沸腾等目标出水温度,以确保出液温度都能满足所需要求,不会出现因为提前设置大流量出液而导致液体没有被加热至沸腾等目标出水温度的情况。同时,该种方案,考虑到了供液口处的液体温度的影响,消除了供液口处的液体温度差异而导致的出液温度差异,以此就提高了出液控制精度,从而确保了出液温度的稳定性。

在上述技术方案中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率的大小的步骤包括:根据供液口处的液体温度、预热组件的设定预热温度,计算出预热组件所需的预热功率最小所需值,在预热组件的实际预热功率小于预热功率最小所需值时,减小液体经过加热组件的速率,在预热组件的实际预热功率大于等于预热功率最小所需值时,计算出液体经过加热组件的最大允许速率,以液体经过加热组件的最大允许速率出液。

在该技术方案中,提前设置有满足大流量出液时,需要的预热温度,也即限定了预热组件需要满足的预热温度,此后便可基于供液口处的液体温度、预热组件的设定预热温度计算出预热功率最小所需值,在预热组件的实际预热功率小于预热功率最小所需值时,说明此时满足不了设定的大流量出液,而在实际预热功率大于热功率最小所需值时,说明此时,可以满足设定的大流量出液,此时可进一步计算出能够允许的最大出液量,然后以液体经过加热组件的最大允许速率出液,这样就能够在满足大流量出液时,确保能够将液体加热至沸腾等目标出水温度,以确保出液温度都能满足所需要求,不会出现因为提前设置大流量出液而导致液体没有被加热至沸腾等目标出水温度的情况。同时,该种方案,也考虑到了供液口处的液体温度的影响,消除了供液口处的液体温度差异而导致的出液温度差异,以此就提高了出液控制精度,从而确保了出液温度的稳定性。

在上述技术方案中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率的大小的步骤包括:储存预热组件的预热温度和液体经过加热组件的速率的预设关系;根据预设关系计算出对应的液体经过加热组件的速率,控制液体处理系统以计算出的液体经过加热组件的速率进行出液。

在该技术方案中,液体处理系统内储存有预热温度和液体经过加热组件的速率的预设关系。该预设关系使得加热组件能够将液体加热至目标出水温度。控制器用于根据预热组件的预热温度以及预设关系调节液体经过加热组件的速率的大小,而由于该预设关系是提前设好的,故而以该流量经过加热组件并被预热组件预热至预热温度的液体便能够被加热组件加热至沸腾等目标出水温度。具体而言,可提前测量出,预热温度和液体经过加热组件的速率的关系并进行对应存储,然后在确定出预热温度后,便可基于提前设置好的关系计算出对于所需的液体经过加热组件的速率值,然后便可控制产品以计算出的液体经过加热组件的速率进行出液。

进一步地,预设关系包括:T1≥A-P/V×Cp,A为加热组件的目标出水温度,Cp为液体的比热容,P为目标功率值(一般根据安规要求设置)。一般而言,Cp为4.2J/g℃,P为2300W。因此,一般而言,T1≥A-547.6/V。该种设置,要求预热组件的实际预热温度不能太低,应该大于根据A、V、P等计算出的所需的预热温度。

在上述技术方案中,储存预热温度和液体经过加热组件的速率的预设关系的步骤包括:将预热组件的预热温度的值和液体经过加热组件的速率的值形成关联表进行储存,以形成预设关系。

在该技术方案中,预设有预热温度和液体经过加热组件的速率V之间的对应关系,在获取到预热温度后,可以根据T1-V的对应关系查表得到所需的出液流量,然后便可基于查表得出的出液流量值控制出液流量。

在上述技术方案中,在加热状态,在加热组件的加热功率小于等于目标功率值的情况下,计算出目标功率值与加热组件的加热功率的功率差值,控制预热组件以功率差值进行蓄热。

在该些实施例中,液体处理系统包括加热状态。而在加热状态时,可先计算出加热组件的加热功率W2,然后判断加热功率W2与目标功率值P的关系。若加热功率W2的值小于等于目标功率值P,则控制加热组件以计算出的功率W2进行加热,同时,控制预热组件以P-W2的功率进行蓄热。目标功率值P一般根据电器用电规定设置,比如2300W。该种方案,通过计算出加热组件将液体加热至目前出液温度所需的加热功率W2,可以判断产品现在的耗电功率相对最大功率,也即目标功率值P是否有剩余,若有剩余的,则可控制,预热组件以剩余的功率进行蓄热,也即此时,加热组件和预热组件都处于消耗功率的状态,两者加一起的功率消耗小于等于安规要求的值,比如,目标功率值P。而该种设置,由于在正常加热状态时,预热组件也处于加热状态,故而预热组件可以边对液体进行预热,边使自身进行蓄热,这样就可延长预热组件的预热能力,使其能够更长时间的连续输出目标出水温度的液体,以此实现了大流量长时间出液。

进一步地,W2=Cp×(A-T1)×V,A为加热组件的目标出水温度,Cp为液体的比热容。通过该公式可以计算加热组件将液体加热至目标出水温度所需的加热功率。

进一步地,P为2300W。这样可以在预热组件和加热组件同时加热时,确保功率总和不超过规定要求。

进一步地,W2=Cp×(A-T

在该技术方案中,在已知目标出水温度、加热组件的加热功率W2和液体经过加热组件的速率和预热温度中的任意三个值时,便可按照上述计算出另一个值,这样便可基于T1、V和W2的关系合理控制出液流量,以确保大流量出液。

进一步地,预热组件,其蓄热总热能为Q,预加热功率为W3,加热组件功率为W2,总功率为W0,液体经过加热组件的速率为V,室温液温为T0,预加热后液温为T1,液体的比热为Cp(4.2J/g℃)。而在该系统的目标出水温度为100℃,而根据用电规定,产品的加热功率不能超过2300W时,各参数满足如下关系:

W2=Cp×(100℃-T1)×V≤2300(公式1)

W3+W2=Cp×(100℃-T0)×V (公式2)

W0=W3+W2≥2300(公式3)

而经过公式1至公式3可以导出如果满足大流量液体经过加热组件的速率,则V与T1之间应满足:T1≥100℃-547.6/V。故而,本申请中,将预设关系设置成T1≥100℃-547.6/V,能够满足大流量液体经过加热组件的速率。而根据上述关系可知,当检测到预热温度后便可知道其对应的液体经过加热组件的速率是多少,故而就可以依据计算出的速率控制出液,以便可以提高沸腾出液体的最大流量,结构合理,增加出沸腾液体的流量,提高使用性能。

在上述任一技术方案中,液体处理系统包括非加热状态,控制方法还包括:在非加热状态,控制预热组件以第一蓄热功率进行快速蓄热,并在蓄热完成后以第二蓄热功率进行保温,第二蓄热功率小于第一蓄热功率。

在该些技术方案中,液体处理系统包括非加热状态,该状态一般对应于非出水状态,也即不需要接水的状态。在该状态时,预热组件以其自身设置的最大功率进行全功率(第一蓄热功率)加热,以便能够快速蓄积满热量。而在蓄积满热量以后,可以降功率工作(第二蓄热功率),以进行保温。这样就能够确保预热组件能够长期处于储存满热量的状态,以此可以确保在用户需要用水等液体时,预热组件能够及时对液体进行预热至所需的温度。

本发明第三方面的技术方案提供了一种液体处理系统的控制装置,用于第一方面任一技术方案提供的液体处理系统,液体处理系统包括非加热状态,控制装置包括确定单元和控制单元,确定单元用于确定液体处理系统的状态,液体处理系统的状态包括加热状态和非加热状态。控制单元用于:在非加热状态,控制预热组件进行蓄热,响应于出液指令,通过供液口向预热组件供液,并通过预热组件对经过预热组件的液体进行预热,以及控制加热组件对流经加热组件的液体进行加热处理。

进一步地,该控制装置还用于第二方面任一技术方案提供的液体处理系统的控制方法的步骤。

本发明第四方面的技术方案提供了一种液体处理系统的控制装置,包括存储器和处理器,存储器存储可在处理器上运行的程序或指令,程序或指令被处理器执行时实现第二方面任一技术方案提供的液体处理系统的控制方法的步骤。

本发明第五方面的技术方案提供了一种可读存储介质,其上存储有程序或指令,程序或指令被处理器执行时实现第二方面任一技术方案提供的液体处理系统的控制方法的步骤。

本发明第六方面的技术方案提供了一种液体处理系统,包括上述任一项技术方案提供的液体处理系统的控制装置或者包括上述任一项技术方案提供的可读存储介质。

根据本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过根据本发明的实践了解到。

附图说明

根据本发明的实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1示出了本发明的实施例提供的液体处理系统的结构示意图;

图2示出了本发明的实施例提供的液体处理系统的预热组件的结构示意图;

图3示出了本发明的实施例提供的液体处理系统的控制方法的流程示意图;

图4示出了本发明的另一实施例提供的液体处理系统的控制方法的流程示意图;

图5示出了本发明的又一实施例提供的液体处理系统的控制方法的流程示意图;

图6示出了本发明的实施例提供的液体处理系统的控制装置的方框图;

图7示出了本发明的另一实施例提供的液体处理系统的控制装置的方框图。

其中,图1、图2、图6和图7中的零部件名称与标号的对应关系如下:

1液体容器,2预热组件,22液体管路,24蓄热部件,26加热部件,28保温部件,3加热组件,4出液组件,5液泵,6第一温度检测装置,7第二温度检测装置,800液体处理系统的控制装置,802确定单元,804控制单元,806处理器,808存储器

具体实施方式

为了能够更清楚地理解根据本发明的实施例的上述方面、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对根据本发明的实施例进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解根据本发明的实施例,但是,根据本发明的实施例还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,根据本发明的实施例的防护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1和图2来描述本申请提供的液体处理系统。

如图1所示,本发明第一方面的实施例1提供了一种液体处理系统,包括:供液口(设置在液体容器1上)、预热组件2、加热组件3。预热组件2与供液口连接,用于蓄热,并在液体处理系统处于加热状态时,对供液口输送过来的液体进行预热。加热组件3与预热组件2连接,用于对预热组件2预热后的液体进行再次加热。

根据本发明提供的液体处理系统,能够在闲时状态(不加热状态),通过预热组件2提前蓄积热量,并在需要用水等液体时,通过预热组件2提前蓄积的热量对液体进行预热,而在预热阶段,预热组件2对液体进行预热,并不需要消耗功率,这样就可以在较低的功率下实现更高效率的加热,这样对于相同加热组件3的功率而言,其便能够同时将更多的液体加热至沸腾,以此就可以提高液体经过加热组件的速率,解决了现有方案中的家用桌面饮水机的出液速率低,容易断流的问题。因为,对于家用桌面饮水机等液体处理系统而言,其最高加热功率依据电器安规要求,需要限定在2300W(W为瓦特,功率单位)以内,也即加热组件3的加热功率需要小于等于2300W。而在该功率下,由于电热效率及热能利用率的损耗,通常直饮水机等液体经过加热组件的速率不足6.5g/s,从而导致了现有的桌面饮水机等产品的出液液流较小,容易形成断流的现象。而本申请中,在将加热组件3的加热功率设置在2300W的时候,由于加热组件3加热前的液体是通过预热组件2进行预热的,故而其液体经过加热组件的速率明显大于现有的6.5g/s,以此就提高了产品的液体经过加热组件的速率,解决了现有方案中的桌面饮水机等产品的液体经过加热组件的速率小,容易断流的问题。

在上述任一实施例中,液体处理系统还包括:控制器(图中未示出),用于根据预热组件2的预热温度调节液体经过加热组件的速率。具体而言,加热组件3能将多大流量的液体加热至目标出水温度(一般为沸腾温度),取决于预热组件2的预热温度,也即当预热温度确定以后,能将多大流量的液体加热至沸腾等所需的目标出水温度,也基本确定了。因此,控制器可基于预热组件2预热后的液体的温度来合理调控液体经过加热组件的速率,以使所有输出的液体都能够被加热至目标出水温度(比如沸腾)。该种方案,通过对预热温度的监控,可以避免因为,预热组件2的预热能力不足等原因而导致液体没有加热到目标出水温度(比如沸腾温度)就被输出的现象发生,以此就确保了在实现大流量出液的同时,能够始终确保输出的液体是加热到沸腾等目标出水温度的。

其中,考虑到在接液端,会涉及到后续的出液调控等操作,这里的目标出水温度指的是加热组件3的出液端输出的温度。

进一步地,液体处理系统内储存有预热温度和液体经过加热组件的速率V的预设关系。该预设关系使得加热组件3能够将液体加热至目标出水温度。控制器用于根据预热组件2的预热温度以及预设关系调节液体经过加热组件的速率V的大小,而由于该预设关系是提前设好的,故而以该流量经过加热组件3并被预热组件2预热至预热温度的液体便能够被加热组件3加热至沸腾等目标出水温度。具体而言,可提前测量出,预热温度和液体经过加热组件的速率V的关系并进行对应存储,然后在确定出预热温度后,便可基于提前设置好的关系计算出对于所需的液体经过加热组件的速率值,然后便可控制产品以计算出的液体经过加热组件的速率进行出液。

进一步地,预设关系为:T1≥A-P/V×Cp,A为加热组件3的目标出水温度,Cp为液体的比热容,P为目标功率值(一般根据安规要求设置)。一般而言,Cp为4.2J/g℃,P为2300W。因此,一般而言,T1≥A-547.6/V。该种设置,要求预热组件2的实际预热温度不能太低,应该大于根据A、V、P等计算出的所需的预热温度。

在上述任一实施例中,如图1所示,液体处理系统还包括:第一温度检测装置6,用于检测供液口供给的液体的温度T0;控制器用于根据温度T0、预热温度T1调节液体经过加热组件的速率。

在该些实施例中,液体处理系统还包括第一温度检测装置6。用于检测供液口供给的液体的温度T0,在供液口为液体容器时,该温度一般为室温。控制器用于根据温度T0、预热温度和目标出水温度调节液体经过加热组件的速率V的大小。其中,结合预热之前的液体温度能够确定预热组件2能否将当前流量的液体预热至预热温度T1。若能够,则保持当前流量不变或者适当的增大液体经过加热组件的速率。反之,若确定预热组件2不能将当前流量的液体预热至预热温度T1,则可以适当地减小液体经过加热组件的速率。该种方案能够结合供液口的温度合理地调节液体经过加热组件的速率,进而使得所有排出的液体均能够被加热至沸腾等所需的目标出水温度,这样就避免了因为供液口的温度差异而导致的出液温度不足的情况发生,以此就能够在将液体加热至沸腾等所需的温度的同时,确保大流量出液。

进一步地,W2=Cp×(A-T1)×V;A为加热组件3的目标出水温度,Cp为液体的比热容。

在上述任一实施例中,如图1所示,液体处理系统还包括第二温度检测装置7。第二温度检测装置7可具体设置在预热组件2的出液口处,以检测预热组件2输出后的液体的温度,以此可以确定预热组件2将液体预热至了多少摄氏度。而该温度可后续结合加热组件3的加热功率来确定加热组件3能够将多少液体加热至目标出水温度,以此就可以实现对液体经过加热组件的速率的实时调节,以便能够最大程度地实现大流量出液。

进一地,如图1所示,液体处理系统还包括流量控制装置。流量控制装置设置在供液口和预热组件2之间。控制器与流量控制装置连接,用于通过调节流量控制装置的工作,以调节液体经过加热组件的速率。在通过第一温度检测装置6对供液口液温的监控、以及对预热组件2的预热温度的监控而对液体经过加热组件的速率进行合理控制时,可以通过控制流量控制装置的流量来调节进入到加热组件3内的液量,以此就合理地控制了液体经过加热组件的速率,也即控制液体经过加热组件的速率主要是控制供液口供给液体的速率。

进一步地,如图1所示,流量控制装置可为液泵5,而液泵5的设置除了可以控制流量之外,还可以增大供液压力,避免因为液压不足而导致供液不足。

在另一实施例中,流量控制装置包括流量调节阀,也即也可以不设置液泵5,而设置流量调节阀等来调节经过的液量,以此也可以实现对液体经过加热组件的速率的控制。

在上述任一实施例中,液体经过加热组件的速率大于7.3g/s,或液体经过加热组件的速率大于等于9g/s小于等于13g/s。也即本申请中,液体经过加热组件的最小速率都是大于7.3g/s的。而相关技术中,即热式产品无法做到7.3g/s的液体经过加热组件的速率,导致产品的液体经过加热组件的速率较慢,严重降低了用户的体验。而本申请中,液体经过加热组件的速率已经高于了相关技术中的同类产品的速率,以此提高了产品的速率,提高了用户体验。

在上述任一实施例中,预热组件2在非加热状态时,会提前蓄热,直至蓄热到饱和后就进行保温。当然,如果产品前后两次的出液间隔较短,预热组件2可能没有蓄热到饱和就开始需要预热了。但总之,预热组件2只要在非加热状态时,都会直接进行蓄热直到饱和,以为后续的预热提前做好准备。

在上述任一实施例中,如图2所示,预热组件2包括换热部件。换热部件包括液体管路22。液体管路22设置在供液口和加热组件3之间,实现了供液口和加热组件3之间的连接。液体管路22用于将供液口输送过来的液体进行预热后输送给加热组件3。同时,预热组件2还包括蓄热部件24,其中,蓄热部件24具有一定的蓄热能力,能够将热量进行储存,以供后续使用。而蓄热部件24在需要出液体的时候,与液体管路22内的液体进行换热,也即在需要出液体的时候,蓄热部件24内储存的热量传递给液体管路22内的液体中,以实现对液体的预热。同时,预热组件2还包括加热部件26。加热部件26用于加热蓄热部件24,以使蓄热部件24能够不断地储存热量,加热部件26可以在不出液体的时候进行加热,以使蓄热部件24蓄热,也可以在加热状态时,基于功率分配以较小的功率进行加热,以便能够延长预热组件2的预热时间,以此就可以提高产品的连续出液时长,以使产品能够更长时间、大流量地连续供给沸腾的液体。

在上述任一实施例中,如图2所示,预热组件2包括保温部件28。保温部件28包裹在换热部件外,保温部件28用于对换热部件进行保温。通过设置保温部件28可以提高换热部件的保温效能,避免换热部件的热量损失,这样就可以降低维持换热部件的温度所需的功率,以此就降低了产品的能耗。同时,由于换热部件的保温效果较好,因此在同等蓄热能力的情况下,换热部件可以使用的时间更长,这样就可以提高产品的连续出液时长。

在上述任一实施例中,加热部件26的形式可根据需要设置成不同,比如,可具体为厚膜、电阻丝、陶瓷加热片中等中的一种或多种组合。而最佳地,加热部件26为电阻丝,因为,电阻丝比较常见,故而可以降低产品的成本。进一步地,加热部件26设置在换热部件内部,也即加热部件26直接在换热部件内部进行加热,这样可以避免加热部件26的热量损失,提高加热部件26的加热效率。

其中,预热组件2为模块化结构。预热组件2能够拆卸地安装在供液口和加热组件3之间。也即预热组件2为选配结构,可以根据需要设置,在不需要预热时,可以将预热组件2拆卸下来,或者在出厂时,就不组装预热组件2。

在上述任一实施例中,蓄热部件24内设置有蓄热介质,比如相变材料等。而加热部件26具体就是用于加热蓄热介质,以使蓄热介质储存热量的。

在上述任一实施例中,蓄热介质的类型可以根据需要设置,比如导热油、水或者相变材料中的一种或者多种。而一般地,蓄热介质选择相变材料,因为相变材料的蓄热能力较好,且更好安装保存。当然,蓄热介质设置成导热油、水也是可以的。或者蓄热介质可以是多种介质的组合,比如不同的相变材料的组合,或者相变材料与导热油或水的组合。

其中,相变材料可为固液相变材料,如石蜡复合相变材料、合盐类材料等。

在上述任一实施例中,如图1所示,液体处理系统还包括出液组件4。出液组件4与加热组件3连接,用于输出加热组件3加热后的液体。出液组件4为产品的出液嘴,用户使用时,可通过出液组件4进行接液。进一步地,出液组件4与加热组件3之间,可以是直接连接,也可以是间接连接,也即加热组件3加热后的液体可以直接通过出液组件4排出,也可以通过换热装置等换热或者其他装置进行处理后再通过出液组件4排出。

在上述任一实施例中,如图1所示,液体处理系统包括液体容器1。通过设置液体容器1可以将液体提前储存,这样就不用外接水管等结构,使得产品的摆放位置更加灵活,以此更加符合桌面饮水机等的要求。当然,产品也可以不设置液体容器,此时,液体处理系统包括连接管,该连接管可以与外接液源连接,以将外接液源的液体输出给预热组件2。

进一步地,加热组件3可以是即热式组件,也可以是非即热式组件,而即热式组件能够快速的将液体加热至沸腾,达到即热即饮的效果。而非即热式组件需要等待加热至沸腾后才能将液体输出,虽然不能达到即热即饮,但同样能使得输出的液体温度适合人饮用。在具体设置时,可根据需要将加热组件3设置成即热的,或者非即热的。其中,即热式加热组件3可以为厚模式加热管或者PTC管。

进一步地,液体处理系统为即热式加热容器。更进一步地,液体处理系统还包括换热装置,设置在出液组件4和加热组件3之间,用于将加热组件3加热至沸腾的液体冷却至便于直饮的温度,以供用户饮用。

其中,蓄热部件24包括相变材料,液体管路22设置在相变材料内部,加热部件26设置在相变材料的一侧,此时,可以在相变材料的另一侧设置第三温度检测装置,以检测相变材料的温度。该温度可以确定预热组件2的蓄热能力,以此可以结合该温度来进行产品的流量控制。

如图1和图2所示,本发明第一方面的实施例2提供了一种液体处理系统,其包含了液体容器1、液泵5、预热组件2、加热组件3和出液组件4。

预热组件2,其蓄热总热能为Q,预加热功率为W3,加热组件3功率为W2,总功率为W0,液体经过加热组件的速率为V,室温液温为T0,预加热后液温为T1,液体的比热为Cp(4.2J/g℃)。

系统,满足如下关系:

W2=Cp×(100-T1)×V≤2300 (1)

W3+W2=Cp×(100-T0)×V(2)

W0=W3+W2≥2300 (3)

可以导出如果满足大流量液体经过加热组件的速率V,则V与T1之间应满足:

T1≥100℃-547.6/V(4)

一般的,没有预热组件2时,T1=T0,室温液体25℃时,则V≤7.3(g/s);

若进一步增加流量,则T1>T0,则预加热功率满足:

W3=Cp×(T1-T0)×V (5)

其中,预热组件2,即一种热存储容器。其具体包含加热部件26、蓄热部件24、换热部件和保温部件28。蓄热部件24包含了蓄热腔体和蓄热介质。蓄热介质是具有在一定温度下快速吸收或释放大量热能的特性,可以将室温液体快速预热到一定温度,而自身温度波动不大,进而保证换热过程在一定时间内持续进行,直到预热液体温度与蓄热介质温度平衡为止。

蓄热介质为导热油、水或者相变材料中的一种或者几种组合而成的高蓄热密度材料;相变材料为固液相变材料,相变温度在80℃-95℃之间,如石蜡复合相变材料等。

其中换热部件为具有高换热面积的管路结构,确保液流经换热部件可以有效换热至预定温度。

其中,保温部件28包裹在整个蓄热、换热部件外部,减少热量环境中的耗散,同时,避免局部温度过高,对结构件产生老化、变形等影响。

进一步地,加热组件3为厚膜、电阻丝、陶瓷加热片等加热方式。

进一步地,蓄热介质,相变材料降温模组具有在恒定温度下快速吸收大量热能的特性,可以将高温液体的热量快速储存在相变材料组件中,而相变材料的温度不高于相变温度点,进而保证换热过程的持续进行,直到预热液体温度与相变材料温度平衡为止;相变材料为固液相变材料,相变温度在80-95℃之间,如石蜡复合相变材料等。

进一步地,该液体处理系统可应用在非连续饮用的液体加热系统之中,利用相变材料蓄热换热特性,将室温液体预加热至一定温度后,再通过沸腾模组加热至沸腾,实现更大流量的沸腾饮水需求。该系统具有结构简单、效率高、可重复使用等特点,具有非常好的市场应用前景和价值。

根据该实施例提供的液体处理系统具有如下优点:

(1)结构简单、能耗低,具有绿色环保的特性,具有较高的商业价值。

(2)选择的加热和预热方式安全无毒。

(3)选用的材料广泛易得,价格较低。

本发明第二方面的实施例提供了一种液体处理系统的控制方法,用于第一方面的实施例提供的液体处理系统。液体处理系统包括非加热状态。如图3所示,控制方法包括:

S302,在非加热状态,控制预热组件进行蓄热;

S304,响应于出液指令,通过供液口向预热组件供液;

S306,通过预热组件对经过预热组件的液体进行预热,控制加热组件对流经加热组件的液体进行加热处理。

根据本发明提供的液体处理系统的控制方法,在预热阶段,预热组件对液体进行预热,并不需要消耗功率,因此,加热组件依旧能够以最大允许功率,也即全功率进行加热,这样就可以在较低的功率下实现更高效率的加热,这样对于相同加热组件的功率而言,其便能够同时将更多的液体加热至沸腾,以此就可以提高液体经过加热组件的速率,解决了现有方案中的家用桌面饮水机的出液速率低,容易断流的问题。因为,对于家用桌面饮水机等液体处理系统而言,其最高加热功率依据电器安规要求,需要限定在2300W(W为瓦特,功率单位)以内,也即加热组件的加热功率需要小于等于2300W。而在该功率下,由于电热效率及热能利用率的损耗,通常直饮水机等液体经过加热组件的速率不足6.5g/s,从而导致了现有的桌面饮水机等产品的出液液流较小,容易形成断流的现象。而本申请中,在将加热组件的加热功率设置在2300W的时候,由于加热组件加热前的液体是通过预热组件进行预热的,故而其液体经过加热组件的速率明显大于现有的6.5g/s,以此就提高了产品的液体经过加热组件的速率,解决了现有方案中的桌面饮水机等产品的液体经过加热组件的速率小,容易断流的问题。

在上述任一实施例中,S302具体包括:在非加热状态,控制预热组件以第一蓄热功率进行蓄热,并在蓄热状态满足预设状态时,控制预热组件以第二蓄热功率进行保温。

在该实施例中,预热组件蓄热的时候,可以根据提前设置好的第一蓄热功率进行蓄热,并在蓄热至饱和后进行保温。而一般地,在非加热状态,预热组件以全功率进行蓄热,也即以其允许的最大功率进行蓄热,以此可以确保蓄热速度,以便能够尽快地达到蓄热饱和状态,这样就可以提前确保好预热能力,以便能够延长产品的连续出液时长或者提高产品的液体经过加热组件的速率。

如图4所示,本发明第二方面的实施例2提供了一种液体处理系统的控制方法,包括:

S402,在非加热状态,控制预热组件进行蓄热;

S404,响应于出液指令,通过供液口向预热组件供液;

S406,通过预热组件对经过预热组件的液体进行预热,控制加热组件对流经加热组件的液体进行加热处理;

S408,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的第一速率V是否满足目标出水温度,在第一速率V不满足目标出水温度时,调节第一速率V的大小。

在该实施例中,能够根据产品的实际参数来调节液体经过加热组件的速率,也即能够在将液体加热至沸腾等目标出水温度的情况下,尽可能地加大液体经过加热组件的速率。比如,在液体经过加热组件的速率V不满足目标出水温度时,适当地降低液体经过加热组件的速率V的大小,而在液体经过加热组件的速率V能够满足目标出水温度时,可以选择保持当前速率或者加大速率,也即该种方案,能够基于实际情况,对速率进行合理控制,以使速率能够更加符合实际需求,以此便可以提高用户体验。

在上述实施例中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率V是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率V不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率V的大小的步骤包括:基于加热组件的实际加热功率和液体经过加热组件的预计速率计算出所需的预热温度;在所需的预热温度小于预热温度最小允许值时,进行预设处理,以使预热温度的值大于等于预热温度最小允许值。具体而言,预设处理包括以下至少之一:减小液体经过加热组件的速率;增大预热组件的预热温度;增大预热组件的预热功率。

在该实施例中,如果想要液体经过加热组件的速率越大,那么预热组件的预热温度需求越大,也即液体经过加热组件的速率V和预热组件的蓄热能力是呈正相关的,因此,在调节液体经过加热组件的速率时,为了能够将一定速率(一般为提前设置好的大流量液体经过加热组件的速率值)的液体加热至目标出水温度,存在一个预热温度最小允许值,也即如果预热温度低于该值的话,基本很难将液体加热至沸腾等所需温度。因此,在该方案中,提前设置了预热温度最小允许值。而在具体进行速率调节时,可以先确定出加热组件的实际加热功率和液体经过加热组件的预计速率,这里的实际加热功率和液体经过加热组件的预计速率可以是提前设置的常数,也可以是经过计算出的动态数值。此后,可以根据加热组件的实际加热功率确定将液体经过加热组件的预计速率的液体加热到沸腾等目标出水温度时,需要预热组件将液蓄热到多少摄氏度,也即确定出预热温度,此后可以判断所需的温度是否能够超过预热温度最小允许值(最小值可以是直接预设的,也可以是根据A、V、P等计算出的所需的预热温度最小值。其中,预热温度最小允许值=Cp×(A-T1)×V,A为加热组件的目标出水温度,Cp为液体的比热容),如果能,则说明是可以将确定流量的液体加热至沸腾等温度的。如果不能,则说明当前的预热组件的蓄热能力不能满足当前需要,此时,可以对流量、或者加热组件的加热功率、或者预热组件的预热温度等进行调节,比如,采取减小液体经过加热组件的速率,增大预热组件的预热功率,使预热组件的预热功率大于预设值,或者增大预热组件的预热温度,使预热组件的预热温度大于预热温度设定值等措施,直到所需的预热温度的值大于等于预热温度最小允许值。该种方案,能够确保输出的液体都是满足目前温度需求的,避免了因为液体经过加热组件的速率、加热组件的加热功率等设置的不合适而导致的没有将液体加热至沸腾等所需的目标出水温度就输出的现象发生,比如,避免没有将液体烧开就输出的情况发生。

在上述实施例中,可以先获取加热组件的加热功率W2,然后通过公式W2=Cp×(A-T1)×V计算出液体经过加热组件的速率V的值,并以此控制出液流量。

在上述实施例中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率V是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率V不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率V的大小的步骤包括:确定预热组件的当前预热功率或当前预热温度;根据预热组件的当前预热功率或当前预热温度计算出液体经过加热组件的最大允许速率值;控制液体经过加热组件的实际速率小于等于液体经过加热组件的最大允许速率值。

在该实施例中,提前确定出了预热组件的当前预热功率或当前预热温度,此时,可基于公式或者查表等确定出当前预热功率或当前预热温度对应的液体经过加热组件的最大允许速率值,也即确定出在当前预热功率或当前预热温度的情况下,能够将多大流量的液体加热至沸腾目标出水温度,该流量值即为液体经过加热组件的最大允许速率值。而在具体调节出液流量时,需控制流量不超过这个流量的最大值,否则无法从加热组件输出100℃等目标出水温度的液体。以此就在满足预设大流量出液的同时,确保了出液温度都能满足所需要求,不会因为提前设置大流量而导致液体没有被加热至沸腾等目标出水温度。

在上述实施例中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率V是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率V不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率V的大小的步骤包括:根据供液口处的液体温度、液体经过加热组件的预计速率计算出预热组件的预热功率最小所需值,在预热组件的实际预热功率小于预热功率最小所需值时,减小液体经过加热组件的速率。

在该实施例中,可以提前根据供液口处的液体温度、以及所需要的大流量计算出所需的预热功率,该值即为预热功率最小所需值。此后,可实时监测预热组件的实际预热功率,比较预热组件的实际预热功率和预热功率最小所需值,来确定当前的预热组件的预热能力是否能够将所需要的大流量液体加热至目标出水温度,如果不能,则可以对应减少液体经过加热组件的速率,以在实现大流量出液的同时,确保能够将液体加热至沸腾等目标出水温度,以确保出液温度都能满足所需要求,不会出现因为提前设置大流量出液而导致液体没有被加热至沸腾等目标出水温度的情况。同时,该种方案,考虑到了供液口处的液体温度的影响,消除了供液口处的液体温度差异而导致的出液温度差异,以此就提高了出液控制精度,从而确保了出液温度的稳定性。

在上述实施例中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率V是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率V不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率V的大小的步骤包括:根据供液口处的液体温度、预热组件的实际预热功率或实际预热温度计算出液体经过加热组件的最大允许速率值,控制液体经过加热组件的实际速率小于等于液体经过加热组件的最大允许速率值。

在该实施例中,可以提前根据供液口处的液体温度、预热组件的实际预热功率或实际预热温度计算出运行的最大速率。然后将液体经过加热组件的实际速率控制在允许的最大速率之下,以在实现大流量出液的同时,确保能够将液体加热至沸腾等目标出水温度,以确保出液温度都能满足所需要求,不会出现因为提前设置大流量出液而导致液体没有被加热至沸腾等目标出水温度的情况。同时,该种方案,考虑到了供液口处的液体温度的影响,消除了供液口处的液体温度差异而导致的出液温度差异,以此就提高了出液控制精度,从而确保了出液温度的稳定性。

在上述实施例中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率V是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率V不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率V的大小的步骤包括:根据供液口处的液体温度、预热组件的设定预热温度,计算出预热组件所需的预热功率最小所需值,在预热组件的实际预热功率小于预热功率最小所需值时,减小液体经过加热组件的速率,在预热组件的实际预热功率大于等于预热功率最小所需值时,计算出液体经过加热组件的最大允许速率,以液体经过加热组件的最大允许速率出液。

在该实施例中,提前设置有满足大流量出液时,需要的预热温度,也即限定了预热组件需要满足的预热温度,此后便可基于供液口处的液体温度、预热组件的设定预热温度计算出预热功率最小所需值,在预热组件的实际预热功率小于预热功率最小所需值时,说明此时满足不了设定的大流量出液,而在实际预热功率大于热功率最小所需值时,说明此时,可以满足设定的大流量出液,此时可进一步计算出能够允许的最大出液量,然后以液体经过加热组件的最大允许速率出液,这样就能够在满足大流量出液时,确保能够将液体加热至沸腾等目标出水温度,以确保出液温度都能满足所需要求,不会出现因为提前设置大流量出液而导致液体没有被加热至沸腾等目标出水温度的情况。同时,该种方案,也考虑到了供液口处的液体温度的影响,消除了供液口处的液体温度差异而导致的出液温度差异,以此就提高了出液控制精度,从而确保了出液温度的稳定性。

在上述实施例中,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率V是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率V不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率V的大小的步骤包括:储存预热组件的预热温度和液体经过加热组件的速率的预设关系;根据预设关系计算出对应的液体经过加热组件的速率,控制液体处理系统以计算出的液体经过加热组件的速率进行出液。

在该实施例中,液体处理系统内储存有预热温度和液体经过加热组件的速率V的预设关系。该预设关系使得加热组件能够将液体加热至目标出水温度。控制器用于根据预热组件的预热温度以及预设关系调节液体经过加热组件的速率V的大小,而由于该预设关系是提前设好的,故而以该流量经过加热组件并被预热组件预热至预热温度的液体便能够被加热组件加热至沸腾等目标出水温度。具体而言,可提前测量出,预热温度和液体经过加热组件的速率V的关系并进行对应存储,然后在确定出预热温度后,便可基于提前设置好的关系计算出对于所需的液体经过加热组件的速率值,然后便可控制产品以计算出的液体经过加热组件的速率进行出液。

进一步地,预设关系包括:T1≥A-P/V×Cp,A为加热组件的目标出水温度,Cp为液体的比热容,P为目标功率值(一般根据安规要求设置)。一般而言,Cp为4.2J/g℃,P为2300W。因此,一般而言,T1≥A-547.6/V。该种设置,要求预热组件的实际预热温度不能太低,应该大于根据A、V、P等计算出的所需的预热温度。

在上述实施例中,储存预热温度和液体经过加热组件的速率V的预设关系的步骤包括:将预热组件的预热温度的值和液体经过加热组件的速率的值形成关联表进行储存,以形成预设关系。

在该实施例中,预设有预热温度和液体经过加热组件的速率V之间的对应关系,在获取到预热温度后,可以根据T1-V的对应关系查表得到所需的出液流量,然后便可基于查表得出的出液流量值控制出液流量。

进一步地,液体处理系统还包括用于收集加热组件输出的液体的集液盒以及将集液盒排出的出液组件,控制方法还包括:响应于出液指令,控制出液组件以第一流速出液;在集液盒内的液量小于预设流量后,控制出液组件以第二流速出液,第二流速小于第一流速。

在该些实施例中,液体处理系统还包括集液盒。在集液盒处设置有定流出水阀,用以使出液流速稳定在预设流速。通过设置集液盒能够将水收集后集中排出,这样就可以避免出液速度一会儿大一会儿小的问题。也即在正常情况下,被加热后的液体由集液盒收集后,以提前设置好的预设大流量(第一流速)进行出液。同时,在出液过程中,可以监测集液盒内的剩余液量,若液量小于设定值则可以降低液体经过加热组件的速率,以第二流速出液,以确保出液连续。比如,若系统长期维持在以第三流速进行加热的工作状态,则集液盒处存液会逐渐减少,而减少到一定定值后,则可降低出液流速调,以保证出液连续。

如图5所示,本发明第二方面的实施例3提供了一种液体处理系统的控制方法,包括:

S502,在非加热状态,控制预热组件进行蓄热;

S504,响应于出液指令,通过供液口向预热组件供液;

S506,通过预热组件对经过预热组件的液体进行预热,控制加热组件对流经加热组件的液体进行加热处理;

S508,基于液体处理系统的预设工作参数判断液体经过加热组件的速率V是否满足目标出水温度,在液体经过加热组件的速率V不满足目标出水温度时,调节液体经过加热组件的速率V的大小;

S510,在加热状态,计算出加热组件的加热功率W2,在W2小于等于目标功率值P时,控制加热组件以计算出的功率W2进行加热,控制预热组件以P-W2的功率进行蓄热;

S512,在非加热状态,控制预热组件以第一蓄热功率进行快速蓄热,并在蓄热完成后以第二蓄热功率进行保温,第二蓄热功率小于第一蓄热功率。

在该些实施例中,液体处理系统包括非加热状态。在该状态时,预热组件以其自身设置的最大功率进行全功率(第一蓄热功率)加热,以便能够快速蓄积满热量。而在蓄积满热量以后,可以降功率工作(第二蓄热功率),以进行保温。这样就能够确保预热组件能够长期处于储存满热量的状态,以此可以确保在用户需要用水等液体时,预热组件能够及时对液体进行预热至所需的温度。同时,液体处理系统包括加热状态,比如,用户接液体的状态。而在加热状态时,可先计算出加热组件的加热功率W2,然后判断加热功率W2与目标功率值P的关系。若加热功率W2的值小于等于目标功率值P,则控制加热组件以计算出的功率W2进行加热,同时,控制预热组件以P-W2的功率进行蓄热。目标功率值P一般根据电器用电规定设置,比如2300W。该种方案,通过计算出加热组件将液体加热至目前出液温度所需的加热功率W2,可以判断产品现在的耗电功率相对最大功率,也即目标功率值P是否有剩余,若有剩余的,则可控制,预热组件以剩余的功率进行蓄热,也即此时,加热组件和预热组件都处于消耗功率的状态,两者加一起的功率消耗小于等于安规要求的值,比如,目标功率值P。而该种设置,由于在正常加热状态时,预热组件也处于加热状态,故而预热组件可以边对液体进行预热,边使自身进行蓄热,这样就可延长预热组件的预热能力,使其能够更长时间的连续输出目标出水温度的液体。

进一步地,W2=Cp×(A-T1)×V,A为加热组件的目标出水温度,Cp为液体的比热容。通过该公式可以计算加热组件将液体加热至目标出水温度所需的加热功率。

进一步地,P为2300W。这样可以在预热组件和加热组件同时加热时,确保功率总和不超过规定要求。

进一步地,W2=Cp×(A-T1)×V,W2为加热组件的加热功率,A为加热组件的目标出水温度,Cp为液体的比热容,V为液体经过加热组件的速率。

在该实施例中,在已知目标出水温度、加热组件的加热功率W2和液体经过加热组件的速率和预热温度中的任意三个值时,便可按照上述计算出另一个值,这样便可基于T1、V和W2的关系合理控制出液流量,以确保大流量出液。

进一步地,预热组件,其蓄热总热能为Q,预加热功率为W3,加热组件功率为W2,总功率为W0,液体经过加热组件的速率为V,室温液温为T0,预加热后液温为T1,液体的比热为Cp(4.2J/g℃)。而在该系统的目标出水温度为100℃,而根据用电规定,产品的加热功率不能超过2300W时,各参数满足如下关系:

W2=Cp×(100℃-T1)×V≤2300 (公式1)

W3+W2=Cp×(100℃-T0)×V (公式2)

W0=W3+W2≥2300 (公式3)

而经过公式1至公式3可以导出如果满足大流量液体经过加热组件的速率V,则V与T1之间应满足:T1≥100℃-547.6/V。故而,本申请中,将预设关系设置成T1≥100℃-547.6/V,能够满足大流量液体经过加热组件的速率V。而根据上述关系可知,当检测到预热温度后便可知道其对应的液体经过加热组件的速率是多少,故而就可以依据计算出的速率控制出液,以便可以提高沸腾出液体的最大流量,结构合理,增加出沸腾液体的流量,提高使用性能。

如图6所示,本发明第三方面的技术方案提供了一种液体处理系统的控制装置,用于第一方面任一技术方案提供的液体处理系统,液体处理系统包括非加热状态,控制装置包括确定单元802和控制单元804,确定单元802用于确定液体处理系统的状态,液体处理系统的状态包括加热状态和非加热状态。控制单元804用于:在非加热状态,控制预热组件2进行蓄热,响应于出液指令,通过供液口向预热组件2供液,并通过预热组件2对经过预热组件的液体进行预热,以及控制加热组件3对流经加热组件3的液体进行加热处理。

进一步地,该控制装置还用于第二方面任一实施例提供的液体处理系统的控制方法的步骤。

根据本发明提供的液体处理系统的控制装置,由于其为与第一方面任一实施例提供的液体处理系统的控制方法对应的装置,故而该控制装置也具有第二方面任一实施例提供的液体处理系统的控制方法对应的效果,在次不再赘述。

如图7所示,本发明第四方面的实施例提供了一种液体处理系统的控制装置800,包括存储器808和处理器806,存储器808存储可在处理器806上运行的程序或指令,程序或指令被处理器806执行时实现第二方面任一实施例提供的液体处理系统的控制方法的步骤。

本发明第五方面的实施例提供了一种可读存储介质,其上存储有程序或指令,程序或指令被处理器执行时实现第二方面任一实施例提供的液体处理系统的控制方法的步骤。

本发明第六方面的技术方案提供了一种液体处理系统,包括上述任一项技术方案提供的液体处理系统的控制装置800或者包括上述任一项技术方案提供的可读存储介质。由于该液体处理系统包括上述液体处理系统的控制装置800或者可读存储介质,因此,该液体处理系统具有上述液体处理系统的控制装置800或者上述可读存储介质的全部有益效果在,在此不再赘述。

在根据本发明的实施例中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的方面,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在根据本发明的实施例中的具体含义。

此外,虽然采用特定次序描绘了各操作,但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行,或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下,多任务和并行处理可能是有利的。同样地,虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节,但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地,在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题,但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反,上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

以上仅为根据本发明的实施例的优选实施例而已,并不用于限制根据本发明的实施例,对于本领域的技术人员来说,根据本发明的实施例可以有各种更改和变化。凡在根据本发明的实施例的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在根据本发明的实施例的防护范围之内。

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