CN1500432A - 数码调温自动饮水机及实现数码调温的方法 - Google Patents

Abstract

在饮水机机体内部设置加热水罐、常温饮用水储水槽和/或制冷水罐，通过安装在其上面或设置在其内部的温度传感器实时检测并可以显示热水、常温饮用水和/或冷水的实际温度，通过设置在饮水机外壳的控制信号输入装置，可以设定并能自动显示所需饮用水的温度，根据实测的水温和设定的水温，通过控制器计算得出要配合成设定水温所需要的热水和常温饮用水、或者常温饮用水和冷水、甚至热水和冷水的水量或出水比例，最后通过输出控制单元控制电动出水装置动作得到所需要的符合要求的饮用水。将实现数码调温的方法编制成程序存入数码调温自动饮水机的控制器中，饮水机开机后先进行初始化设置相关参数，然后循环执行相应控制步骤。

Description

数码调温自动饮水机及实现数码调温的方法

技术领域：

本发明涉及饮水机技术领域。

背景技术：

现有的大多数饮水机通常在机体内部设置一个加热水罐和一个制冷水罐，可以提供经过电加热的热水或经电子或压缩机制冷的冷水，但缺乏明确的水温表示及水温控制调节功能，无法满足使用者直接得到适温水的要求，如冲泡各种饮料、给婴儿配奶或服药时对水温的不同要求。而且大多数饮水机一般均采用冷、热水出水阀独立设置的形式，使用者在取用温水时完全是凭借经验用手重复操纵冷、热水出水阀门的开启，在同一容器中分别注入一定的冷水和热水混合成所需适温水。用此种方法调节出的温水往往不是偏冷就是偏热，既麻烦又不能直接得到使用者所需温度的适温水。少数饮水机虽然具有水温控制功能，但其水温控制是对加热水罐和制冷水罐中的饮用水设定控制温度，使加热水罐和制冷水罐中的饮用水保持在所设定的温度，无法马上提供加热水罐和制冷水罐中水温以外温度的饮用水。如果前后两个或两个以上的使用者对水温有不同的要求时，则需要使用者在设定控制温度后等待储水罐中的饮用水加热或冷却至所设定的温度，尤其是在加热水罐中的饮用水由高温降至低温时，由于加热水罐外层的保温材料的保温作用，降温速度很慢，需要使用者等待较长的时间，在实际使用中会感到很不方便，而且带来不必要的能源浪费。

查询专利文献得知：实用新型专利饮水机定温装置(专利号92241980)、开饮机定温装置(专利号93214312)和饮水机定量给水装置(专利号92241979)提出了调节水温和水量的装置，但上述专利有下列缺点：(1)假设饮水机中热水和冷水的温度恒定，但实际上在使用过程中热水和冷水的温度是波动的；(2)延时电路的调节电容和电阻只有有限的几种配合且是固定不变的，不能灵活调节；(3)直接用热水和冷水而没有利用常温饮用水配合得到适温水，浪费能源。

发明内容：

本发明的目的旨在克服现有饮水机存在的上述不足，提供一种数码显示、自动配合调温、电动出水的饮水机及实现数码调温的方法。

本发明的技术方案是：在饮水机机体内部设置加热水罐、常温饮用水储水槽和制冷水罐(实施于温热饮水机则没有制冷水罐及其相关装置)，通过安装在其上面或设置在其内部的温度传感器实时检测并可以显示热水、常温饮用水或包括冷水的实际温度，通过设置在饮水机外壳的控制信号输入装置，可以设定并能自动显示所需饮用水的温度，根据实测的水温和设定的水温，通过控制器(单片机或称微控制器或者其他控制芯片)计算得出要配合成设定水温所需要的热水和常温饮用水(或者常温饮用水和冷水，甚至热水和冷水)的水量或出水比例(总的出水量可以采用默认设置、也可以由使用者通过控制面板预先设定或者在出水时控制)，最后通过输出控制单元控制电动出水装置(微型电泵或电磁阀)动作得到所需要的符合要求的饮用水。

本发明实现数码调温的方法是：将实现数码调温的方法编制成程序存入数码调温自动饮水机的控制器中，数码调温自动饮水机开机后先进行初始化设置相关参数，然后循环执行下列步骤：(1)定时检测水温，根据实测的水温判断并刷新水温显示、启动或关闭加热或制冷；(2)即时判断是否有按键输入，若是则执行相应按键处理步骤，若否则进行下一循环。按键处理步骤具体为：判断是否水温键，若是则判断所选择或设定的温度T_X是否处于高温水罐和低温水罐的当前水温T_G和T_D之间(高温水罐可以是加热水罐或常温饮用水储水槽，同样低温水罐可以是常温饮用水储水槽或制冷水罐)，如是则显示该温度，如否则给出声音等提示说明得不到该温度的饮用水，而且如该温度大于高温水罐中水温则显示高温水罐的水温T_G，如该温度小于低温水罐的水温则显示低温水罐的水温T_D；若否则判断是否出水键，若是，则执行出水键处理步骤，出水键处理可以有两种方法，分别为根据T_X、T_G、T_D和水量计算所需高温水和低温水的水量或出水比例，然后控制电动出水装置的动作时间或者控制电动出水装置的流量来得到适温水。除水温键和出水键外，按键处理步骤还可以包括水量键、快捷温度键和童锁键等按键处理步骤。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和效果：

1.实时检测并采用数码显示热水、常温饮用水或冷水的温度。

2.使用流体配合原理来自动调温，不受所在地区和气候、季节不同的限制，均能满足

   不同使用者的饮水习惯。

3.使用者在设定水温后即可马上得到所需温度的饮用水，无需等待。

4.充分利用常温饮用水与热水或冷水作配合，节约能源。

5.采用电动出水，操作方便且避免了取用热水时操作热水阀门而烫伤的可能性。

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的详细说明。

附图说明：

图1是本发明电控部分的原理框图。

图2是本发明的第一种外观结构示意图。

图3是本发明的第二种外观结构示意图。

图4是本发明的第三种外观结构示意图。

图5是本发明的第四种外观结构示意图。

图6A、图6B是本发明实施例一的内部结构示意图。

图7A、图7B是本发明实施例二的内部结构示意图。

图8是本发明实施例一和实施例二的电控部分电路图。

图9A、图9B是本发明实施例三的内部结构示意图。

图10是本发明实施例三的电控部分电路图。

图11A、图11B是本发明实施例四的内部结构示意图。

图12是本发明实施例四的电控部分电路图。

图13A、图13B是本发明实施例五的内部结构示意图。

图14是本发明实施例五的电控部分电路图。

图15是本发明控制面板的实施例。

图16是本发明实现数码调温方法的总的流程图。

图17是本发明中出水键处理步骤的第一种流程图。

图18是本发明中出水键处理步骤的第二种流程图。

图19是本发明中出水键处理步骤的第三种流程图。

图20是本发明中出水键处理步骤的第四种流程图。

序号说明：

1机箱                     24出水管道              71热水温度传感器

2聪明座                   30显示器                72冷水温度传感器

3控制面板                 31控制信号输入装置      73常温水温度传感器

4单一出水口               32数码管                80电源电路板

5水杯托座                 33热水指示灯            81加热装置

6加热水罐                 34常温水指示灯          82制冷装置

7制冷水罐                 35冷水指示灯            83其他装置(保鲜柜、消

8常温饮用水储水槽         36大水量指示灯          毒柜等)

9热罐进水管道             37中水量指示灯          90三通一

10单向阀                  38小水量指示灯          91手动出水管道一

11热罐进水口              39水温选择设定键        92手动出水阀门

12热罐出水口              40水量选择设定键        93手动出水机械按键

13热罐出水管道            41水温水量上调键        94手动出水管道二

14热水管道                42水温水量下调键        95三通二

15出水汇合器              43出水键                100进水管道接口

16热蒸汽和热膨胀水排放    50电动出水装置          101进水管道

管                        51热水电动出水装置      102电磁阀

17冷罐进水管道            52冷水电动出水装置      103水位传感器

18冷罐进水口              53常温水电动出水装置    104浮子

19冷罐出水口              60控制装置电路板        105杠杆

20冷罐出水管道            61控制器                106塞子

21冷水管道                62信号采集单元

22管道                    63输出控制单元

23常温水管道              70温度传感器

请参见图1所示，本发明通过温度传感器70(可以是热敏电阻、铂电阻、半导体温度传感器或其他温度传感器)实时检测热水、常温饮用水或包括冷水的实际温度，通过信号采集单元62(可以是A/D转换或V/F转换)把温度信号转换成数字信号并传送给控制器(单片机或称微控制器或者其他控制芯片)61(如采用直接数字输出的温度传感器或者控制器本身集成A/D转换功能，则可以省略信号采集单元)，通过显示器30(可以是数码管、液晶显示器、荧光管或上述装置与发光二极管的组合)可以实时显示热水、常温饮用水或冷水的实际温度。通过设置在饮水机控制面板3上的控制信号输入装置31(可以是微动开关或薄膜开关或触摸屏)，可以设定所需饮用水的温度，所设定的水温能自动数码显示。设定水温后，如按下控制面板3上的出水键，控制器61就通过计算得出要配合成设定水温所需要的热水和常温饮用水(或者常温饮用水和冷水，甚至热水和冷水)的水量或出水比例(总的出水量可以采用默认设置、也可以由使用者通过控制面板3预先设定或者在出水时控制)，然后通过输出控制单元63控制电动出水装置50(可以是微型电泵或电磁阀等)动作(可以控制微型电泵或电磁阀的动作时间，也可以控制微型电泵电机的转速以得到确定的水量或出水比例)得到所需要的符合要求的饮用水。

另外，本发明还可以通过控制面板3，分别设定热水的加热控制温度和冷水的制冷控制温度，设定后，控制器61通过输出控制单元63控制加热装置81和制冷装置82，分别进行加热和制冷，到达设定温度后停止，在热水和冷水温度偏离设定温度一定范围时重新开始加热或制冷以维持热水或冷水符合设定温度。控制器61也可以通过输出控制单元63控制和饮水机成一体的其他装置83(保鲜柜、消毒柜等)。

请参见图2、图3、图4、图5所示，本发明的外观结构包括机箱1(包括设置在机箱后部的电源线、电源开关等)、设置在机箱顶部的聪明座2或者进水管道接口100、设置在机箱正面上部的控制面板3、控制面板下方设置单一出水口4、在机箱正面最下端设置安放水杯的托座5，还包括手动出水机械按键93。本发明可以与桶装水配合使用，如图2和图3，此时机箱顶部设置聪明座2，也可以与管道供给的、各种纯水机(或称净水机)、离子水机、活氧水机提供的或者用其他水处理方式得到的、符合国家卫生标准的直接饮用水配合使用，如图4和图5，此时机箱顶部设置进水管道接口100。为了在断电的情况下也能得到饮用水，还设置了手动出水机械按键93，如图3和图5。当然上述不同的外观结构对应着不同的内部结构，具体内部结构的不同请参见下面的实施例。

请参见图6A、图6B和图7A、图7B所示，本发明实施例一和实施例二的机箱顶部设置聪明座2，与桶装水配合使用，内部设置加热水罐6、制冷水罐7、常温饮用水储水槽8，设置在机箱内上部的常温饮用水储水槽8通过热罐进水管道9连接到加热水罐6下部的热罐进水口11，在热罐进水管道9上设置一个单向阀10，以防止加热水罐中的热水进入常温饮用水储水槽。设置在加热水罐6上部的热罐出水口12通过热罐出水管道13与热水电动出水装置51的进水口相连，热水电动出水装置51的出水口经由热水管道14连接到出水汇合器15。在加热水罐顶部设置热蒸汽和热膨胀水排放管16，热蒸汽和热膨胀水排放管16连通到常温饮用水储水槽8水面上部的空气腔。热水温度传感器71设置在加热水罐6壁上或罐内水中。常温饮用水储水槽8通过冷罐进水管道17连接到制冷水罐7顶部的冷罐进水口18，设置在制冷水罐7下部的冷罐出水口19通过冷罐出水管道20与冷水电动出水装置52的进水口相连，冷水电动出水装置52的出水口经由冷水管道21连接到出水汇合器15。冷水温度传感器72设置在制冷水罐7罐内。常温饮用水储水槽8通过管道22直接连接到常温水电动出水装置53的进水口，常温水温度传感器73设置在常温饮用水储水槽8的壁上或管道22中，常温水电动出水装置53的出水口经由常温水管道23连接到出水汇合器15。

上述电动出水装置51、52、53可以是微型电泵或电磁阀，图6A、图6B所示的实施例一采用微型电泵，图7A、图7B所示的实施例二采用电磁阀。本发明实施例一和实施例二的出水汇合器15实际上是一个五通，由分别与热水管道14、冷水管道21、常温水管道23连接的三个进水口、连接出水管道24的一个出水口和一个通气口构成，出水汇合器15的出水口经由出水管道24连接到单一出水口4。出水汇合器15的各进水口的口径较小，而出水口的口径则大的多。本发明实施例一的出水汇合器15的垂直位置高于常温饮用水储水槽8中水面的位置，而实施例二的出水汇合器15的垂直位置则低于常温饮用水储水槽8中水面的位置。

请参见图6B，为了在断电的情况下也能得到饮用水，在管道22(也可以是热罐进水管道9、热罐出水管道13、冷罐进水管道17和冷罐出水管道20)上设置三通一90，三通一90通过手动出水管道一91连接到手动出水阀门92的进水口，手动出水按键93控制手动出水阀门92的开关，在出水管道24上设置三通二95，手动出水管道二94连接手动出水阀门92的出水口与三通二95。在断电的情况下，按下手动出水按键93，手动出水阀门92开启，常温饮用水依次通过管道22、三通一90、手动出水管道一91、手动出水阀门92、手动出水管道二94、三通二95和出水管道24，最后从单一出水口4流出。

另外在机箱1内部设置以控制器61为核心的控制装置电路板60和电源电路板80，控制装置电路板通过导线分别与控制面板3，温度传感器71、72、73，电动出水装置51、52、53相连。电源电路板80通过导线和控制装置电路板相连向其提供电源并得到控制信号。电源电路板80还通过导线和加热水罐的加热装置81，制冷水罐的制冷装置82相连。制冷装置82可以是电子制冷装置，也可以是压缩机制冷装置。

图6A、图6B和图7A、图7B均对应图8，请参见本发明实施例一和实施例二的电控部分电路图图8，在本发明实施例一和实施例二中，温度传感器71、72、73采用热敏电阻，信号采集单元62由信号放大电路(如可用LM324构成)和A/D转换电路(如可用ADC0809构成)组成，通过信号放大电路把热敏电阻测得的温度信号变换成合适的电压信号，然后由A/D转换电路把电压信号转换为数字信号传给控制器61，控制器61控制显示器30显示热水、常温饮用水或冷水的实际温度。本发明实施例一和实施例二的控制信号输入装置31基于一次按键即可设定所需温度的设计思想，采用多操作按键的形式。使用者通过控制信号输入装置31既可以设定所需饮用水的水温，也可以设定其水量，而且在设定时，控制器61会根据实测的水温判断设定温度能否达到，如达不到将给出声音提示提醒使用者重新设定温度。设定水温后，如按下控制面板3上的出水键，控制器61首先判断需要用热水和常温饮用水配合还是常温饮用水和冷水配合，然后再计算要达到设定水温和水量所需要的热水和常温饮用水(或者常温饮用水和冷水)的体积，最后通过输出控制单元63控制电动出水装置(微型电泵或电磁阀)51、52、53的动作时间，即使用者只需按一下出水键就可以得到符合设定水温和水量的饮用水。

本发明实施例一和实施例二的特点是：(1)与桶装水配合使用。(2)为得到设定水温，采用热水和常温饮用水配合或者常温饮用水和冷水配合的方式，这样既可以迅速得到在热水温度和冷水温度范围内的任意设定温度，又节约能源(和直接用热水与冷水配合相比)。(3)对出水控制采取控制电动出水装置(微型电泵或电磁阀)51、52、53的动作时间的方式。(4)人机界面采用多操作按键的形式，既可以设定水温，也可以设定水量，出水时只需按一下出水键。(5)实施例一在断电情况下也可以获得饮用水。

请参见图9A、图9B所示，本发明实施例三同样与桶装水配合使用，与实施例一(图6A、图6B、图8)相比减少了制冷水罐7及其相关装置，也没有手动出水按键93及相关装置，且电动出水装置51、53采用微型电泵。

图9A、图9B对应图10。请参见图10所示，在本发明实施例三中，温度传感器71、73、信号采集单元62和显示器30与实施例一、实施例二类似。本发明实施例三的控制信号输入装置31采用少按键的形式，并且只设定水温，不设定水量(水量由使用者在出水时控制)。考虑到一般对常温饮用水到热水之间各温度档次饮用水的需求较多，本发明实施例三只对热水和常温饮用水进行配合(如有特定要求也可以仅对常温饮用水和冷水或者热水和冷水进行配合)，因此设定温度只能在热水温度和常温饮用水温度之间，同实施例一、实施例二相同，在设定时如果设定水温不能达到，控制器61将给出声音提示提醒使用者重新设定。设定后，控制器61计算出所需热水和常温饮用水的出水比例并传递给输出控制单元63。本发明实施例三中，电动出水装置51、53采用微型电泵，输出控制单元63控制微型电泵51、53的输入电压就可以达到调节水流量、进而控制出水比例的目的。此时，使用者按下出水键即可得到设定温度的饮用水，水量大小由使用者按出水键的时间决定。本发明实施例三对加热控制温度的设定和控制与实施例一、实施例二相同。

本发明实施例三的特点是：(1)与桶装水配合使用。(2)仅对热水和常温饮用水作配合。(3)对出水控制采取控制微型电泵输入电压以调节水流量的方式。(4)人机界面采用少操作按键的形式，并且只设定水温，不设定水量，水量大小由使用者在出水时按出水键的时间决定。

请参见图11A、图11B所示，本发明实施例四的机箱顶部设置进水管道接口100，与管道等供给的直接饮用水配合使用。进水管道接口100通过进水管道101与常温饮用水储水槽8相连接，在进水管道101上设置电磁阀102，在常温饮用水储水槽8的适当位置设置水位传感器103。实施例四内部的其他结构与实施例一(图6A、图6B、图8)类似，只是没有手动出水按键93及相关装置。

图11A、图11B对应图12，请参见图12所示，本发明实施例四的控制电路与控制过程大部分与实施例一和实施例二相同，不同点是对常温饮用水储水槽8中水位的控制，在实施例一和实施例二中，常温饮用水储水槽8中的水位是由聪明座2、即机械的方法控制的，而在实施例四中是由电路控制实现的，通过水位传感器103，可以准确知道常温饮用水储水槽8中的水位，当水位低于设定值时，控制器61通过输出控制单元63控制电磁阀102开启进水，当水位达到设定值后关闭电磁阀102。

本发明实施例四的特点是：(1)与管道等供给的直接饮用水配合使用。其余同实施例一的(2)、(3)、(4)。

请参见图13A、图13B所示，本发明实施例五的机箱顶部同样设置进水管道接口100，与管道等供给的直接饮用水配合使用。进水管道接口100直接与常温饮用水储水槽8相连通，在常温饮用水储水槽8中设置一浮子104，浮子104与一杠杆105相连，在杠杆105上与进水管道接口对应的地方设置一塞子106。实施例五的常温饮用水储水槽8中的水位控制不同于实施例四，实施例五是用机械的方法实现，当常温饮用水储水槽8中的水位下降时，浮子104下降并带动杠杆105下降，此时塞子106脱离进水管道接口100，直接饮用水进入常温饮用水储水槽8，水位上升，浮子104上升并带动杠杆105上升，当水位上升到设定值时，塞子106堵住进水管道接口100。实施例五内部的其他结构与实施例一(图6A、图6B、图8)类似，只是没有制冷水罐7及其相关装置，且电动出水装置51、53为电磁阀。

图13A、图13B对应图14，请参见图14所示，本发明实施例五的控制电路与控制过程大部分与实施例一和实施例二相同，不同点是不需要进行与冷水相关的设定和控制。

本发明实施例五的特点是：(1)与管道等供给的直接饮用水配合使用。(2)仅对热水和常温饮用水作配合。其余同实施例一的(3)、(4)、(5)。

请参见图15所示，本发明控制面板的实施例在控制面板3的中心位置设置显示器30，包括数码管32，设置在数码管32左侧的热水指示灯33、常温水指示灯34和冷水指示灯35及设置在数码管32右侧的大水量指示灯36、中水量指示灯37和小水量指示灯38，用于显示水温(检测值或设定值)或水量，以上各指示灯实际上是发光二极管。控制信号输入装置31包括水温选择设定键39、水量选择设定键40、水温水量上调键41、水温水量下调键42及出水键43。

水温水量上调键41、水温水量下调键42一般用于设定所需水温，这时数码显示单元显示的是所设定的温度，设定水温后按下出水键43即可马上得到所需温度的饮用水。

水温选择设定键39可以直接选择热水、常温饮用水或冷水，选择后对应的指示灯会发光，这时数码显示单元显示的是所选择的饮用水的实时检测温度，按下出水键43即可得到所选择的饮用水。如果正在加热或制冷，对应的指示灯会闪烁发光指示。水温选择设定键39和水温水量上调键41、水温水量下调键42配合使用还可以设定加热和制冷的控制温度。

水量选择设定键40可以选择大水量、中水量或小水量三种水量，选择后对应的指示灯会发光。按下出水键43即可得到相应量的饮用水。水量选择设定键40和水温水量上调键41、水温水量下调键42配合使用还可以设定大、中、小水量的具体水量。

本发明实现数码调温的方法请参见图16、图17、图18、图19和图20。如图16所示，将实现数码调温的方法编制成程序存入数码调温自动饮水机的控制器中。数码调温自动饮水机开机后先进行初始化设置相关参数，然后循环执行下列步骤：

1)定时检测水温，判断时间间隔t是否大于等于预设温度采集时间间隔t_S，

若是，(1)检测热水和/或常温饮用水和/或冷水的温度；

      (2)根据所测水温判断并调整水温显示，启动或关闭加热或制冷，具体为：如检

      测到水温改变，则刷新水温显示；如加热水罐中加热处于关闭状态且检测热水水

      温小于预设加热控制温度则启动加热，反之如加热处于启动状态且检测热水水温

      达到或满足预设加热控制温度则关闭加热；如制冷水罐中制冷处于关闭状态且检

      测冷水水温大于预设制冷控制温度则启动制冷，反之如制冷处于启动状态且检测

      冷水水温达到或满足预设制冷控制温度则关闭制冷；

若否，则进行下一步骤；

2)即时判断是否有按键输入，

若是，(1)判断是否水温键，若是，则执行水温键处理步骤，具体为：判断所选择或设

      定的温度T_X是否处于高温水罐和低温水罐的当前水温T_G和T_D之间(高温水罐可

      以是加热水罐或常温饮用水储水槽，同样低温水罐可以是常温饮用水储水槽或制

      冷水罐)，如是则显示该温度，如否则给出声音等提示说明得不到该温度的饮用水，

      而且如该温度大于高温水罐中水温则显示高温水罐的水温T_G，如该温度小于低温

 水罐的水温则显示低温水罐的水温T_D；若否，则进行(2)；

(2)判断是否出水键，若是，则执行出水键处理步骤，出水键处理可以有两种方

法，分别为根据T_X、T_G、T_D和水量计算所需高温水和低温水的水量或出水比例，

然后控制电动出水装置的动作时间或者控制电动出水装置的流量来得到适温水；

若否，则进行(3)；

(3)判断是否其他按键，并执行相应的处理步骤，在本发明中，除水温键和出水

键外，按键处理步骤还可以包括水量键、快捷温度键和童锁键等按键处理步骤，

具体为水量键用来选择或设定所需水量，按压水量键即可选择或设定不同水量；

快捷温度键标明常用的几种水温，一次按键即可得到所需的温度，而且与水温键

相同，***判断所选择或设定的温度T_X是否处于高温水罐和低温水罐的当前水温

T_G和T_D之间，如是则显示该温度，如否则给出声音等提示说明得不到该温度的饮

用水，而且如该温度大于高温水罐中水温则显示高温水罐的水温T_G，如该温度小

于低温水罐的水温则显示低温水罐的水温T_D；童锁键用来防止婴幼儿烫伤，如可

采用按压童锁键一定时间则进入童锁锁定状态，此时即使按出水键也不会出水，

再次按压童锁键一定时间则退出童锁锁定状态，此时所有按键恢复正常功能；

若否，则进行下一循环。

本发明出水键处理可以有两种方法，分别如图17、图19和图18、图20所示。请参见图17和图19，方法一控制电动出水装置的动作时间。

图17针对饮水机内有加热水罐和常温饮用水储水槽的温热型饮水机、有常温饮用水储水槽和制冷水罐的单冷型饮水机、有加热水罐和制冷水罐并直接用热水和冷水配合的冷热型饮水机等情况(以下叙述中高温水罐可以是加热水罐或常温饮用水储水槽，同样低温水罐可以是常温饮用水储水槽或制冷水罐)，当使用者按下出水键后，***先判断当前选择或设定水温T_X，

(1)如T_X＝T_G(T_G为高温水罐的当前水温)，则高温水、低温水电动出水装置的开启

   时间分别是：t_G＝V_X/vw_G，t_D＝0，即此时只需要开启高温水电动出水装置，式中V_X

   是通过水量键选择或设定的出水量或者***默认的出水量，vw_G是高温水电动出水

   装置的流量；如否则进行(2)；

(2)如T_D＜T_X＜T_G(T_D为低温水的当前水温)，则高温水、低温水电动出水装置的开

   启时间分别是：t_G＝(V_X*(T_X-T_D)/(T_G-T_D)+k)/vw_G，t_D＝(V_X*(T_G-T_X)/(T_G-T_D)-k)/vw_D，

   即此时为高温水和低温水进行混合得到所需温度的饮用水，式中vw_D是低温水电

   动出水装置的流量，k用于补偿高温水热量散失或低温水热量吸收；如否则进行

   (3)；

(3)此时T_X＝T_D，则高温水、低温水电动出水装置的开启时间分别是：t_G＝0，t_D＝V_X/vw_D，

   即此时只需要开启低温水电动出水装置；

然后按计算所得的时间t_G、t_D分别开启相应的电动出水装置并延时相应的时间得到所需温度的饮用水。

图19针对饮水机内有加热水罐和制冷水罐且充分利用常温饮用水进行配合的饮水机的情况，也即图19为图17的扩展，当使用者按下出水键后，***先判断当前选择或设定水温T_X，

(1)如T_X＝T_R(T_R为加热水罐的当前水温)，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装

   置的开启时间分别是：t_R＝V_X/vw_R，t_C＝t_L＝0，即此时只需要开启热水电动出水装置，

   式中V_X是通过水量键选择或设定的出水量或者***默认的出水量，vw_R是热水电

   动出水装置的流量；如否则进行(2)；

(2)如T_C＜T_X＜T_R(T_C为常温饮用水的当前水温)，则热水、常温饮用水和冷水电动出

   水装置的开启时间分别是：t_R＝(V_X*(T_X-T_C)/(T_R-T_C)+k₁)/vw_R，

   t_C＝(V_X*(T_R-T_X)/(T_R-T_C)-k₁)/vw_C，t_L＝0，即此时为热水和常温饮用水进行混合得到

   所需温度的饮用水，式中vw_C是常温饮用水电动出水装置的流量，k₁用于补偿热

   水热量散失；如否则进行(3)；

(3)如T_X＝T_C，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的开启时间分别是：

   t_C＝V_X/vw_C，t_R＝t_L＝0，即此时只需要开启常温饮用水电动出水装置；如否则进行(4)；

(4)如T_L＜T_X＜T_C(T_L为冷水的当前水温)，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置

   的开启时间分别是：t_C＝(V_X*(T_X-T_L)/(T_C-T_L)-k₂)/vw_C，

   t_L＝(V_X*(T_C-T_X)/(T_C-T_L)+k₂)/vw_L，t_R＝0，即此时为常温饮用水和冷水进行混合得到

   所需温度的饮用水，式中vw_L是冷水电动出水装置的流量，k₂用于补偿冷水热量

   吸收；如否则进行(5)；

(5)此时T_X＝T_L，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的开启时间分别是：

   t_L＝V_X/vw_L，t_R＝t_C＝0，即此时只需要开启冷水电动出水装置；

然后按计算所得的时间t_R、t_C、t_L分别开启相应的电动出水装置并延时相应的时间得到所需温度的饮用水。

请参见图18和图20所示，方法二控制电动出水装置的流量，出水量由使用者按出水键的时间长短来控制。

同样，图18针对饮水机内有加热水罐和常温饮用水储水槽的温热型饮水机、有常温饮用水储水槽和制冷水罐的单冷型饮水机、有加热水罐和制冷水罐并直接用热水和冷水配合的冷热型饮水机等情况(以下叙述中高温水罐可以是加热水罐或常温饮用水储水槽，同样低温水罐可以是常温饮用水储水槽或制冷水罐)，当使用者按下出水键后，***先判断当前选择或设定水温T_X，

(1)如T_X＝T_G，则高温水、低温水电动出水装置的流量分别是：vw_G＝vw_X，vw_D＝0，

   即此时只需要开启高温水电动出水装置，式中vw_X是***默认的出水流量或通过

   流量键选择或设定的出水流量；如否则进行(2)；

(2)如T_D＜T_X＜T_G，则高温水、低温水电动出水装置的流量分别是：

   vw_G＝vw_X*(T_X-T_D)/(T_G-T_D)+k’，vw_D＝vw_X*(T_G-T_X)/(T_G-T_D)-k’，即此时为高温水和低

   温水进行混合得到所需温度的饮用水，式中k’用于补偿高温水热量散失或低温水

   热量吸收；如否则进行(3)；

(3)此时T_X＝T_D，则高温水、低温水电动出水装置的流量分别是：vw_G＝0，vw_D＝vw_X，

   即此时只需要开启低温水电动出水装置；

然后按计算所得的流量vw_G、vw_D分别开启相应的电动出水装置得到所需温度的饮用水，出水量由使用者按出水键的时间长短来控制。

图20饮水机内有加热水罐和制冷水罐且充分利用常温饮用水进行配合的饮水机的情况，也即图20为图18的扩展，当使用者按下出水键后，***同样先判断当前选择或设定水温T_X，

(1)如T_X＝T_R，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的流量分别是：vw_R＝vw_X，

   vw_C＝vw_L＝0，即此时只需要开启热水电动出水装置，式中vw_X是***默认的出水

   流量或通过流量键选择或设定的出水流量；如否则进行(2)；

(2)如T_C＜T_X＜T_R，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的流量分别是：

   vw_R＝vw_X*(T_X-T_C)/(T_R-T_C)+k₁’，vw_C＝vw_X*(T_R-T_X)/(T_R-T_C)-k₁’，vw_L＝0，即此时为热

   水和常温饮用水进行混合得到所需温度的饮用水，式中k₁’用于补偿热水热量散失；

   如否则进行(3)；

(3)如T_X＝T_C，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的流量分别是：vw_C＝vw_X，

   vw_R＝vw_L＝0，即此时只需要开启常温饮用水电动出水装置；如否则进行(4)；

(4)如T_L＜T_X＜T_C，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的流量分别是：

   vw_C＝vw_X*(T_X-T_L)/(T_C-T_L)-k₂’，vw_L＝vw_X*(T_C-T_X)/(T_C-T_L)+k₂’，vw_R＝0，即此时为常

   温饮用水和冷水进行混合得到所需温度的饮用水，式中k₂’用于补偿冷水热量吸收；

   如否则进行(5)；

(5)此时T_X＝T_L，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的流量分别是：vw_L＝vw_X，

   vw_R＝vw_C＝0，即此时只需要开启冷水电动出水装置；

然后按计算所得的流量vw_R、vw_C、vw_L分别开启相应的电动出水装置得到所需温度的饮用水，出水量由使用者按出水键的时间长短来控制。

Claims (10)

1.数码调温自动饮水机，包括机箱(1)、常温饮用水储水槽(8)、从常温饮用水储水槽(8)可以进水的加热水罐(6)以及相应的连接管道，其特征在于还包括：测量水温的温度传感器(70)、控制电动出水装置(50)工作的控制器(61)、控制信号输入装置(31)、显示器(30)、加热装置(81)、电动出水装置(50)。

2.如权利要求1所述的数码调温自动饮水机，其特征在于还包括从常温饮用水储水槽(8)可以进水的的制冷水罐(7)及相应的连接管道、制冷装置(82)。

3.如权利要求1或2所述的数码调温自动饮水机，其特征在于还包括与桶装水配合使用的聪明座(2)或者与直接饮用水配合使用的进水管道接口(100)；进水管道接口(100)的相关装置包括水位传感器(103)和电磁阀(102)，或者包括浮子(104)、杠杆(105)和塞子(106)。

4.如权利要求1或2或3所述的数码调温自动饮水机，其特征在于还包括在断电时可以获得饮用水的手动出水按键(93)、手动出水阀门(92)、手动出水管道(91、94)和三通(90、95)。

5.如权利要求1或2或3或4所述的数码调温自动饮水机，其特征在于还包括实现A/D转换功能的信号采集单元(62)，接收控制器(61)发出的控制信号、控制电动出水装置(50)工作的输出控制装置(63)。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述的数码调温自动饮水机，其特征在于控制器(61)是接收温度传感器(70)的信号和控制信号输入装置(31)输入的信号，并计算产生控制电动出水装置(50)的信号，控制加热装置(81)工作或者控制加热装置(81)和制冷装置(82)工作，向显示器(30)发出控制信号，还向保鲜柜或消毒柜(83)发出控制信号的控制器(61)，控制器(61)由单片机或称微控制器或者其他控制芯片组成。

7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的数码调温自动饮水机，其特征在于温度传感器(70)是热敏电阻或铜电阻或铂电阻或半导体温度传感器；显示器(30)是指示灯或数码管或液晶显示器或荧光管或指示灯和数码管；电动出水装置(50)是出水时间受控的微型电泵或电磁阀或者以电压或电流调节微型电泵转速从而调节出水速度以控制出水量的微型电泵；控制信号输入装置(31)是微动开关或薄膜开关或触摸屏。

8.实现数码调温的方法，其特征在于将实现数码调温的方法编制成程序存入数码调温自动饮水机的控制器中，数码调温自动饮水机开机后先进行初始化设置相关参数，然后循环执行下列步骤：

1)定时检测水温，判断时间间隔t是否大于等于预设温度采集时间间隔t_S，

若是，(1)检测热水和/或常温饮用水和/或冷水的温度；

(2)根据所测水温判断并调整水温显示，启动或关闭加热或制冷，具体为：如检

测到水温改变，则刷新水温显示；如加热水罐中加热处于关闭状态且检测热水水温

小于预设加热控制温度则启动加热，反之如加热处于启动状态且检测热水水温达到

或满足预设加热控制温度则关闭加热；如制冷水罐中制冷处于关闭状态且检测冷水

水温大于预设制冷控制温度则启动制冷，反之如制冷处于启动状态且检测冷水水温

达到或满足预设制冷控制温度则关闭制冷；

若否，则进行下一步骤；

2)即时判断是否有按键输入，

若是，(1)判断是否水温键，若是，则执行水温键处理步骤，具体为：判断所选择或设

      定的温度T_X是否处于高温水罐和低温水罐的当前水温T_G和T_D之间，如是则显示

      该温度，如否则给出声音等提示说明得不到该温度的饮用水，而且如该温度大于高

      温水罐中水温则显示高温水罐的水温T_G，如该温度小于低温水罐的水温则显示低

      温水罐的水温T_D，其中高温水罐是加热水罐或常温饮用水储水槽，同样低温水罐

      是常温饮用水储水槽或制冷水罐；若否，则进行(2)；

(2)判断是否出水键，若是，则执行出水键处理步骤，出水键处理有两种方法，

分别为根据T_X、T_G、T_D和水量计算所需高温水和低温水的水量或出水比例，然后

控制电动出水装置的动作时间或者控制电动出水装置的流量来得到适温水；

若否，则进行下一循环。

9.如权利要求8所述的实现数码调温的方法，其特征在于除水温键和出水键外，按键处理步骤还包括水量键、快捷温度键和童锁键等按键处理步骤，具体为水量键用来选择或设定所需水量，按压水量键即可选择或设定不同水量；快捷温度键标明常用的几种水温，一次按键即可得到所需的温度，而且与水温键相同，***判断所选择或设定的温度T_X是否处于高温水罐和低温水罐的当前水温T_G和T_D之间，如是则显示该温度，如否则给出声音等提示说明得不到该温度的饮用水，而且如该温度大于高温水罐中水温则显示高温水罐的水温T_G，如该温度小于低温水罐的水温则显示低温水罐的水温T_D，其中高温水罐是加热水罐或常温饮用水储水槽，同样低温水罐是常温饮用水储水槽或制冷水罐；童锁键用来防止婴幼儿烫伤，如可采用按压童锁键一定时间则进入童锁锁定状态，此时即使按出水键也不会出水，再次按压童锁键一定时间则退出童锁锁定状态，此时所有按键恢复正常功能。

10.如权利要求8或9所述的实现数码调温的方法，其特征在于出水键处理的两种方法具体为：

1)当使用者按下出水键后，***先判断当前选择或设定水温T_X，

(1)如T_X＝T_G，T_G为高温水罐的当前水温，则高温水、低温水电动出水装置的开启时

   间分别是：t_G＝V_X/vw_G，t_D＝0，即此时只需要开启高温水电动出水装置，式中V_X

   是通过水量键选择或设定的出水量或者***默认的出水量，vw_G是高温水电动出

   水装置的流量；如否则进行(2)；

(2)如T_D＜T_X＜T_G，T_D为低温水的当前水温，则高温水、低温水电动出水装置的开启

   时间分别是：t_G＝(V_X*(T_X-T_D)/(T_G-T_D)+k)/vw_G，t_D＝(V_X*(T_G-T_X)/(T_G-T_D)-k)/vw_D，

   即此时为高温水和低温水进行混合得到所需温度的饮用水，式中vw_D是低温水电

   动出水装置的流量，k用于补偿高温水热量散失或低温水热量吸收；如否则进行

   (3)；

(3)此时T_X＝T_D，则高温水、低温水电动出水装置的开启时间分别是：t_G＝0，t_D＝V_X/vw_D，

   即此时只需要开启低温水电动出水装置；

然后按计算所得的时间t_G、t_D分别开启相应的电动出水装置并延时相应的时间得到所需温度的饮用水；

方法1)可以扩展为热水和常温饮用水、常温饮用水和冷水分别配合的情况，具体为：当使用者按下出水键后，***先判断当前选择或设定水温T_X，

(1)如T_X＝T_R(T_R为加热水罐的当前水温)，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置

   的开启时间分别是：t_R＝V_X/vw_R，t_C＝t_L＝0，即此时只需要开启热水电动出水装置，

   式中V_X是通过水量键选择或设定的出水量或者***默认的出水量，vw_R是热水电

   动出水装置的流量；如否则进行(2)；

(2)如T_C＜T_X＜T_R(T_C为常温饮用水的当前水温)，则热水、常温饮用水和冷水电动出

   水装置的开启时间分别是：t_R＝(V_X*(T_X-T_C)/(T_R-T_C)+k₁)/vw_R，

   t_C＝(V_X*(T_R-T_X)/(T_R-T_C)-k₁)/vw_C，t_L＝0，即此时为热水和常温饮用水进行混合得到所

   需温度的饮用水，式中vw_C是常温饮用水电动出水装置的流量，k₁用于补偿热水热

   量散失；如否则进行(3)；

(3)如T_X＝T_C，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的开启时间分别是：t_C＝V_X/vw_C，

   t_R＝t_L＝0，即此时只需要开启常温饮用水电动出水装置；如否则进行(4)；

(4)如T_L＜T_X＜T_C(T_L为冷水的当前水温)，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置

   的开启时间分别是：t_C＝(V_X*(T_X-T_L)/(T_C-T_L)-k₂)/vw_C，

   t_L＝(V_X*(T_C-T_X)/(T_C-T_L)+k₂)/vw_L，t_R＝0，即此时为常温饮用水和冷水进行混合得到所

   需温度的饮用水，式中vw_L是冷水电动出水装置的流量，k₂用于补偿冷水热量吸收；

   如否则进行(5)；

(5)此时T_X＝T_L，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的开启时间分别是：

   t_L＝V_X/vw_L，t_R＝t_C＝0，即此时只需要开启冷水电动出水装置；

然后按计算所得的时间t_R、t_C、t_L分别开启相应的电动出水装置并延时相应的时间得到所需温度的饮用水；

2)当使用者按下出水键后，***先判断当前选择或设定水温T_X，

(1)如T_X＝T_G，则高温水、低温水电动出水装置的流量分别是：vw_G＝vw_X，vw_D＝0，

   即此时只需要开启高温水电动出水装置，式中vw_X是***默认的出水流量或通过

   流量键选择或设定的出水流量；如否则进行(2)；

(2)如T_D＜T_X＜T_G，则高温水、低温水电动出水装置的流量分别是：

   vw_G＝vw_X*(T_X-T_D)/(T_G-T_D)+k’，vw_D＝vw_X*(T_G-T_X)/(T_G-T_D)-k’，即此时为高温水和

   低温水进行混合得到所需温度的饮用水，式中k’用于补偿高温水热量散失或低温

   水热量吸收；如否则进行(3)；

(3)此时T_X＝T_D，则高温水、低温水电动出水装置的流量分别是：vw_G＝0，vw_D＝vw_X，

   即此时只需要开启低温水电动出水装置；

然后按计算所得的流量vw_G、vw_D分别开启相应的电动出水装置得到所需温度的饮用水，出水量由使用者按出水键的时间长短来控制；

方法2)也可以扩展为热水和常温饮用水、常温饮用水和冷水分别配合的情况，具体为：当使用者按下出水键后，***同样先判断当前选择或设定水温T_X，

(1)如T_X＝T_R，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的流量分别是：vw_R＝vw_X，

   vw_C＝vw_L＝0，即此时只需要开启热水电动出水装置，式中vw_X是***默认的出水流

   量或通过流量键选择或设定的出水流量；如否则进行(2)；

(2)如T_C＜T_X＜T_R，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的流量分别是：

   vw_R＝vw_X(T_X-T_C)/(T_R-T_C)+k₁’，vw_C＝vw_X*(T_R-T_X)/(T_R-T_C)-k₁’，vw_L＝0，即此时为热

   水和常温饮用水进行混合得到所需温度的饮用水，式中k₁’用于补偿热水热量散失；

   如否则进行(3)；

(3)如T_X＝T_C，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的流量分别是：vw_C＝vw_X，

   vw_R＝vw_L＝0，即此时只需要开启常温饮用水电动出水装置；如否则进行(4)；

(4)如T_L＜T_X＜T_C，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的流量分别是：

   vw_C＝vw_X*(T_X-T_L)/(T_C-T_L)-k₂’，vw_L＝vw_X*(T_C-T_X)/(T_C-T_L)+k₂’，vw_R＝0，即此时为常

   温饮用水和冷水进行混合得到所需温度的饮用水，式中k₂’用于补偿冷水热量吸收；

   如否则进行(5)；

(5)此时T_X＝T_L，则热水、常温饮用水和冷水电动出水装置的流量分别是：vw_L＝vw_X，

   vw_R＝vw_C＝0，即此时只需要开启冷水电动出水装置；

然后按计算所得的流量vw_R、vw_C、vw_L分别开启相应的电动出水装置得到所需温度的饮用水，出水量由使用者按出水键的时间长短来控制。

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