飲用水快速加熱技術研究

李佩哲 趙弋菡 魏楚茜 趙東

摘 要：隨著人民生活水平的提高，人們對自身身體健康關注也越來越高，相應的人們對于便捷的飲用熱水的需求越來越大，同時當今的快節奏生活，一種新型的快速加熱的飲水機迫在眉睫。該飲用水快速加熱裝置可以通過設置預熱管，使進入加熱膽的飲用水在進入加熱膽之前，能夠通過所設置的預熱管先進行預熱，從而使進入加熱膽的飲用水在進入加熱膽時具有一定的溫度，進而有效的減少了加熱膽對飲用水的加熱速度，以至讓使用者能夠更加及時的享用到加熱過后的水。

關鍵詞：飲水機 快速加熱;預熱;雙重加熱

1、技術背景

隨著人民生活水平的提高，人們對自身身體健康關注也越來越高，相應的人們對于便捷的飲用熱水的需求越來越大。飲用水的加熱裝置也變得越來越多，現有即熱式飲用水加熱裝置，其結構包括即熱式加熱器、電控裝置和進水管路，進水管路連接即熱式加熱器的入水口，進水管路包括有平衡水箱，當用戶需要飲用熱水時，進水管路（平衡水箱）將水送入即熱式加熱器，水流經即熱式加熱器內被迅速加熱后供用戶飲用，平衡水箱的作用在于保證向即熱式加熱器提供（連續）足夠的水，且平衡水箱相當于平衡水位區，平衡水箱的水平高度接近即熱式加熱器的出水口，平衡水箱內（電控裝置）預計一定水位高度線，水位高度線與即熱式加熱器的出水口高度相同或接近，作為平衡水位，保證即熱式加熱器出來的水為開水，飲水機是將桶裝純凈水或礦泉水升溫或降溫并方便人們飲用的裝置;飲水機上方放桶裝水，與桶裝水配套使用;在日常生活和工作中飲水機已經成為人們必不可少的裝置，但是，現有的飲用水加熱裝置還存在以下缺點：其將冷水加熱需通常要一定的時間，且加熱速度不夠快，并且存在高能耗和反復加熱等缺陷，并成為影響飲水機產業發展的一大障礙[1]，這樣的飲水機很難適應當今的快節奏生活，因此人們迫切需要一種可以快速加熱的飲水機。

2、具體技術

該飲水機的核心加熱機構采用雙重浮體以及預加熱技術，加熱設備通過預熱管與控水槽固定連接，且預熱管遠離控水槽的一端與加熱膽固定連接且相通，加熱膽的內腔設置有第二浮體。第一浮體與控水槽的內腔相連接通過設置第一浮體，使其能夠在控水槽內部填滿飲用水時，其自身上浮，并將連接管與控水槽的連接處堵住。第二浮體原理與第一浮體相同。預熱絲為電熱絲，且電熱絲呈環狀且均勻設置于預熱腔的內部，通過設置預熱管，使進入加熱膽的飲用水在進入加熱膽之前，能夠通過所設置的預熱管先進行預熱，從而使進入加熱膽的飲用水在進入加熱膽時具有一定的溫度，進而有效的減少了加熱膽對飲用水的加熱速度。

3、具體優點：

（1）該飲水機的核心即飲用水快速加熱裝置，通過設置預熱管，使進入加熱膽的飲用水在進入加熱膽之前，能夠通過所設置的預熱管先進行預熱，從而使進入加熱膽的飲用水在進入加熱膽時具有一定的溫度，進而有效的減少了加熱膽對飲用水的加熱速度，以至讓使用者能夠更加及時的享用到加熱過后的水。

（2）該飲用水快速加熱裝置，通過預熱管與加熱膽的配合使用，雙重加熱使加熱速度更快，有效的改善了以往的飲水機只對加熱膽內部所儲飲用水進行加熱而所需加熱時間較長的缺點，因此該裝置具有很大的實用性。

4、圖形說明

圖1為本飲水機的內部結構示意圖;

圖2為本飲水機加熱設備的結構示意圖;

圖3為本飲水機控水槽的結構示意圖;

5、具體描述

如圖1至圖3所示，該飲用水快速加熱裝置，它包括飲水機本體，飲水機本體的頂部設置有水桶放置槽，飲水機本體的一側設置有第一側門與第二側門，第二側門的一側設置有儲物室，第一側門的一側設置有儲水室，儲水室靠近第一側門的一側設置有熱水接口，熱水接口原理第一側門的一側固定連接有熱水輸出管，熱水輸出管原理熱水接口的一端固定連接有加熱設備，加熱設備的頂部固定連接有控水槽，控水槽的頂部固定連接有連接管;加熱設備包括加熱膽與預熱管，加熱膽的內部開設有加熱腔，加熱腔的內部設置有加熱棒;控水槽的內部設置有第一浮體，預熱管的內部開設有預熱腔，預熱腔的內部設置有預熱絲。控水槽通過其頂部設有的連接管與水桶放置槽固定連接。加熱設備通過預熱管與控水槽固定連接，且預熱管遠離控水槽的一端與加熱膽固定連接且相通。加熱膽的內腔設置有第二浮體，第二浮體的工作原理與第一浮體的工作原理相同。加熱棒的直徑與加熱腔的厚度相適配，且加熱棒與加熱腔靠近加熱膽內壁的一側相接觸。第一浮體的頂部設計為弧狀，且連接管與控水槽的內腔相連接的一端設計為與第一浮體頂部弧狀相適配的弧形槽狀，通過設置第一浮體，使其能夠在控水槽內部填滿飲用水時，其自身上浮，并將連接管與控水槽的連接處堵住。預熱絲為電熱絲，且電熱絲的長度與預熱管相適配，且電熱絲呈環狀且均勻設置于預熱腔的內部，通過設置預熱管，使進入加熱膽的飲用水在進入加熱膽之前，能夠通過所設置的預熱管先進行預熱，從而使進入加熱膽的飲用水在進入加熱膽時具有一定的溫度，進而有效的減少了加熱膽對飲用水的加熱速度，以至讓使用者能夠更加及時的享用到加熱過后的水。連接管遠離水桶放置槽的一端與控水槽固定連接且相通。

該裝置中的內部設置有控制電熱絲通、斷電的控制器以及與控制器相連接的熱感應器，即在預熱管內部飲用水的溫度達到預設閾值最大值時，控制器使電熱絲斷電，即電熱絲停止加熱工作，在預熱管內部飲用水的溫度小于預設閾值最小值時，控制器使電熱絲通電，即電熱絲開始加熱工作，使用者使用時通過設置預熱管，使進入加熱膽的飲用水在進入加熱膽之前，能夠通過所設置的預熱管先進行預熱，從而使進入加熱膽的飲用水在進入加熱膽時具有一定的溫度，進而有效的減少了加熱膽對飲用水的加熱速度，以至讓使用者能夠更加及時的享用到加熱過后的水，通過預熱管與加熱膽的配合使用，雙重加熱使加熱速度更快，有效的改善了以往的飲水機只對加熱膽內部所儲飲用水進行加熱而所需加熱時間較長的缺點。

參考文獻：

[1]沈鈞，李行素，余偉良，羅文忠，張恒，節能健康技術瓶頸的新型快速加熱飲水機研究[J]現代家電.2009.