商用咖啡机的高效节能加热水路系统及水路加热方法

技术领域

本发明涉及咖啡机或饮料机技术领域，尤其涉及一种商用咖啡机的高效节能加热水路系统及基于该高效节能加热水路系统的水路加热方法。

背景技术

目前市场上的商用咖啡机的水加热系统都是16A起步的高功率设计，尤其是需要不同加热模块同时工作的咖啡机，总功率就更高了(一般使用三相动力电)，高功率商用咖啡机待机时的能耗很高，这就造成了能源利用率很低的弊病，且由于高功率的特性，使设备安装时必须改造原有供电电路以匹配该设备的安全使用要求，极大的限制了使用的场景。另外，高品质的咖啡对水源的要求很高，商用咖啡机加大的水锅炉在待机的过程中必然会产生“千滚水”，从而拉低了咖啡的品质。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种商用咖啡机的高效节能加热水路系统及基于该高效节能加热水路系统的水路加热方法，该系统创造性的连通了咖啡机的各加热模块单元，使各加热模块单元之间互联互通，可快速的互相分配各自的热能资源，充分高效调度热能资源的使用，从而实现满足使用要求，降低加热模块功率的同时达到高效节能的目的，并通过错时工作等灵活多变的工作方式，有效降低了待机时的能源的无效浪费，并实现了有效减少产生大量“千滚水”的目的；另外达到了高效节能，降本增效目标的同时，还解决了高功率设备安装时带来的场地使用条件的限制。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种商用咖啡机的高效节能加热水路系统，包括温水箱、蒸汽换热模块、热水锅炉、温水箱同位器、咖啡冲泡器及粉料混合搅拌机构；

所述温水箱的进水口与蒸汽换热模块的出水口相连，温水箱的出水口与热水锅炉的进水口相连；

所述热水锅炉的一路出水口与咖啡冲泡器相连，另一路出水口与蒸汽换热模块的一路进水口相连；

所述温水箱同位器与温水箱内腔相连通，温水箱同位器的出水口与蒸汽换热模块的一路进水口相连，温水箱同位器的进气口与蒸汽换热模块的出蒸汽口相连；

所述蒸汽换热模块的出水口分别与咖啡冲泡器及粉料混合搅拌机构相连。

在本发明一较佳实施例中，所述蒸汽换热模块为蒸汽锅炉或蒸汽换热器。

进一步地，所述蒸汽锅炉或蒸汽换热器内设置有加热器，内壁设置有内换热管，外壁设置有外换热管，所述内换热管的进水口与外换热管的出水口相连，内换热管的出水口通过两位三通热水电磁阀分别与温水箱的进水口、粉料混合搅拌机构、饮料杯相连，所述外换热管的进水口通过热水泵与温水箱同位器的出水口相连，

为了充分利用蒸汽换热模块产生的蒸汽，所述蒸汽锅炉或蒸汽换热器的出蒸汽口分别通过蒸汽电磁阀与温水箱同位器、奶泡器相连。

为了便于对热水锅炉补水，所述温水箱的出水口通过水泵与热水锅炉的进水口相连，并在其连接管路上设置流量计。

为了便于调节热水锅炉的出水，所述热水锅炉的一路出水口通过咖啡电磁阀与咖啡冲泡器相连，另一路出水口通过进水阀与蒸汽换热模块的一路进水口相连。

本发明还提供一种上述商用咖啡机的高效节能加热水路系统的水路加热方法，包括如下步骤：

(1)常温水进入温水箱，温水箱内的加热管将水温加热到1级水温；

(2)1级加热后的水进一步从温水箱进入温水箱同位器，蒸汽换热模块的蒸汽也进入温水箱同位器，将水温提高到2级水温；

(3)同时温水箱通过热水泵将2级水温的水泵入蒸汽换热模块的外换热管进水口，2级水温的水通过蒸汽换热模块上的外换热管与内换热管进一步将水温提高至3级水温；

(4)3级水温的水通过两位三通电磁阀的组合分配，将3级水温的水分别分配出一路至粉料混合搅拌机构用水，一路作为单独的热水，一路回到温水箱用于调节待机带来的过高水温；

(5)由热水锅炉对蒸汽换热模块进行补水。

本发明的有益效果是：

1、高效利用能源，有效降低设备功率，从而达到在能源利用上降本增效；

2、利用蒸汽能高效换热的特点，达到了快速制成热水的目的，不但换热的方式安全健康，而且换热温度可控性高；

3、蒸汽换热模块上的外换热管，高效换热的同时有效降低了蒸汽换热模块外壳的温度，增强了蒸汽换热模块保温效果的同时，降低了蒸汽换热模块的热辐射，保障了机器内其他部件工作所需的友好环境温度；

4、该水路系统可在不同工况下功率形成不同功率组合，完美适配了各种工况下的使用要求；

5、该水路系统可支持咖啡制作水路与热水制作水路同时工作，大幅提升了饮品制作效率，有效提高了商业效益。

附图说明

图1为本发明的商用咖啡机的高效节能加热水路系统的系统原理图；

图2为本发明的蒸汽锅炉的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

如图1所示的一种商用咖啡机的高效节能加热水路系统，包括温水箱1、蒸汽换热模块4、热水锅炉2、温水箱同位器3、咖啡冲泡器6及粉料混合搅拌机构5。

具体地，所述温水箱1的进水口通过两位三通热水电磁阀A17与蒸汽换热模块4的出水口相连，温水箱1的出水口通过水泵9与热水锅炉2的进水口相连，并在其连接管路上设置流量计10，温水箱内设置有液位传感器、温度传感器、温度保护开关、温水箱加热棒，另外温水箱1与温水箱同位器3互联互通，温水箱1由进水电磁阀12补水。

具体地，所述热水锅炉2的一路出水口通过咖啡电磁阀18与咖啡冲泡器6相连，另一路出水口通过进水阀15与蒸汽换热模块4的一路进水口相连，热水锅炉2内设置有加热棒、温度传感器、温度保护开关，热水锅炉2顶部设置有多个出水接头。

具体地，所述温水箱同位器3与温水箱内腔相连通，温水箱同位器3的出水口通过热水泵11与蒸汽换热模块4的一路进水口相连，温水箱同位器3的进气口通过蒸汽电磁阀A13与蒸汽换热模块4的出蒸汽口相连。

具体地，所述蒸汽换热模块4为蒸汽锅炉或蒸汽换热器。本实施例中选用蒸汽锅炉，结合图2所示，所述蒸汽锅炉内设置有加热器401，内壁设置有内换热管402，外壁设置有外换热管403，同时内换热管402套在加热器401外，内换热管402的进水口与外换热管403的出水口相连，内换热管402的出水口通过相连的两位三通热水电磁阀A17、两位三通热水电磁阀B16分别与温水箱1的进水口、粉料混合搅拌机构5、饮料杯7相连，所述外换热管403的进水口通过热水泵11与温水箱同位器3的出水口相连，蒸汽锅炉的出蒸汽口通过蒸汽电磁阀A13与温水箱同位器相连，通过蒸汽电磁阀B14与奶泡器8相连，另外，蒸汽锅炉的出蒸汽口连接压力保护开关。

本发明的商用咖啡机的高效节能加热水路系统的水路加热方法包括如下步骤：

常温水通过进水电磁阀12进入温水箱1，温水箱1内的加热管将水温加热到1级水温(其作用是提升不同季节的进水水温，完成1级升温(45度)的同时统一了基础水温温度)，水进一步从温水箱1到了温水箱同位器3，蒸汽锅炉的蒸汽通过蒸汽电磁阀A13与温水箱同位器3上的蒸汽喷管进入温水箱同位器3，将水温提高到2级水温(70度)，同时温水箱1上的出水管通过水泵9将2级水温的水泵入蒸汽锅炉的外换热管进水口，2级水温的水通过蒸汽锅炉上的外换热管与内换热管进一步将水温提高至3级水温(大于等于90度)，3级水温的水通过两位三通热水电磁阀A17、两位三通热水电磁阀B16的组合分配，将3级温度的水分别分配出一路至粉料混合搅拌机构5用水，一路作为单独的热水，可送入饮料杯7，一路回到温水箱1，回到温水箱1的这路水可以调节蒸汽锅炉上内换热管内的温度与管内压力(长时间待机产生)，同时在调温与平衡内换热管内压力的同时回收热能，节能高效；为了保障蒸汽锅炉的高效运作，由热水锅炉2对蒸汽锅炉进行补水，热水锅炉2内的高温水可保障蒸汽锅炉高效制成蒸汽，使蒸汽锅炉不但能为奶泡器8提供所需蒸汽，还能利用富余的蒸汽及蒸汽锅炉本身的高温提供了除咖啡冲泡器6以外的其他用水，实现了咖啡冲泡器6在制作咖啡液的同时还可同步制作花式咖啡所需的其他配料溶液，大大提高了饮品制作速度，而分级升温的方式，充分利用了各加热模块之间的富余能量，合理的分配了能源使用，最大化的提高了能源利用率，使加热功率完美匹配了出水速度与升温速度的要求，在实现了近乎连续出杯的饮品制作能力同时整机功率最小化。

该水路系统及水路加热方法的另外优势是：水被分级加热，温水箱1负责1级加热，由加热棒完成加热，由于加热温度控制在45度内，因此不会产生水垢，2级加热由温水箱同位器3完成，加热方式为蒸汽与水直接换热，高效换热的同时也不会产生水垢，另外，通过控制蒸汽在温水箱同位器3内工作的时间提前量或时间滞后量，能有效调节2级加热时的水温，从而间接调节了3级加热后的出水水温，以满足不同的水温要求。3级加热由蒸汽锅炉上的内外换热管完成，属于即时过流式换热，也不会产生水垢，且热水的制成都是即时完成，不会产生“千滚水”，有效保障了水的品质。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。