本發(fā)明涉及引用水冷卻設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種熱水快速降溫裝置及方法。

背景技術(shù)：

很多時(shí)候，消費(fèi)者希望能將熱水(包括沸水)快速降溫，以達(dá)到方便飲用或者其他目的。中國(guó)居民普遍有喝開水的習(xí)慣，家庭及辦公室等公共場(chǎng)所也大都有電熱水壺等裝置。但人們喝水是需要等待開水冷卻至溫?zé)岵拍茱嬘?。在很多時(shí)候等待時(shí)間都較長(zhǎng)，不能滿足人們立即飲水的期望。

目前市場(chǎng)上僅有一些采用相變材料的水杯類產(chǎn)品能滿足消費(fèi)者部分需求。這類產(chǎn)品會(huì)在水杯設(shè)置隔層，并在里裝安裝某種相變材料(比如三水醋酸鈉，熔點(diǎn)58℃)，這種材料在固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)時(shí)可以吸收大量的熱量從而實(shí)現(xiàn)水溫的快速降低。還有部分劣質(zhì)產(chǎn)品連相變材料都沒有使用，而是直接在隔層中填充某些溶液，并且溶液的體積接近或超過水杯的有效容積，相當(dāng)于用大量的水來吸熱，借此分擔(dān)杯內(nèi)的熱水熱量。這類方法僅僅是利用相變材料等吸熱，傳熱效率低，更不能連續(xù)使用。還有一些方法是直接往熱水中加入大量冰塊等冷媒來降溫，雖然效果較好，但需要配套的冰塊等，成本高，使用不方便，并不實(shí)用。

調(diào)查顯示，很多消費(fèi)者希望能將開水迅速降溫至溫?zé)嵋苑奖阒苯语嬘?，甚至有消費(fèi)者期望能從熱水器中連續(xù)放出50℃左右的溫水。因此實(shí)現(xiàn)開水的連續(xù)多次快速降溫已經(jīng)是消費(fèi)者的強(qiáng)烈需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種熱水快速降溫裝置及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，使沸水或溫度較高的熱水能夠被快速連續(xù)冷卻。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供了一種熱水快速降溫裝置，包括水泵、霧化器、旋風(fēng)冷卻器、真空泵和溫水槽，所述霧化器包括霧氣收集罩和霧化噴頭，所述霧氣收集罩套設(shè)在所述霧化噴頭上，所述水泵用于抽取熱水并將熱水通過管路輸送至所述霧化噴頭，所述霧氣收集罩的出口通過管路與所述旋風(fēng)冷卻器的進(jìn)氣口連接，所述旋風(fēng)冷卻器的出氣口通過管路與所述真空泵連接，所述旋風(fēng)冷卻器的底端連接所述溫水槽。

優(yōu)選地，所述熱水快速降溫裝置還包括設(shè)置在所述霧化器和所述旋風(fēng)冷卻器之間管路上的空氣過濾器。

優(yōu)選地，還包括熱水器，所述水泵的進(jìn)水口與所述熱水器的儲(chǔ)水槽連通。

優(yōu)選地，所述熱水器的儲(chǔ)水槽內(nèi)設(shè)有第一溫度傳感器，所述溫水槽內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器；所述水泵由第一變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述真空泵由第二變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)；所述水泵至所述霧化器之間的管路上設(shè)有第一流量閥，所述旋風(fēng)冷卻器至所述真空泵之間的管路上設(shè)有第二流量閥和真空表；所述溫水槽內(nèi)設(shè)有液位傳感器；所述第一溫度傳感器、所述第二溫度傳感器、所述第一變頻電機(jī)、所述第二變頻電機(jī)、所述第一流量閥、所述第二流量閥、所述真空表和所述液位傳感器均與控制器電連接。

優(yōu)選地，所述霧氣收集罩上設(shè)有若干個(gè)透氣孔，所述透氣孔上覆有防水透氣膜。

優(yōu)選地，所述溫水槽的外壁上覆有保溫棉或其他保溫材料。

本發(fā)明還提供了一種熱水快速降溫方法，包括如下步驟：

S1：控制器開啟真空泵，使旋風(fēng)冷卻器內(nèi)形成穩(wěn)定的螺旋風(fēng)；

S2：控制器開啟水泵，將熱水輸送至霧化器的霧化噴頭，熱水被霧化成高溫水霧；高溫水霧在真空泵產(chǎn)生的吸力下與空氣混合并迅速進(jìn)入旋風(fēng)冷卻器內(nèi)；高溫水霧在旋風(fēng)冷卻器內(nèi)與冷空氣充分熱交換和部分蒸發(fā)后，冷凝后的溫水從旋風(fēng)分離器底部排出到達(dá)溫水槽，熱空氣和水蒸氣經(jīng)旋風(fēng)器頂部排出。

S3：控制器實(shí)時(shí)獲取液位傳感器的數(shù)據(jù)，達(dá)到設(shè)置值則關(guān)閉水泵和真空泵；低于設(shè)定值則繼續(xù)執(zhí)行步驟S4；

S4：控制器預(yù)先設(shè)定一目標(biāo)溫度范圍T，T＝T₁～T₂，且T₁≤T₂；控制器獲取第二溫度傳感器的數(shù)據(jù)，若低于T₁，則增加水泵流量和/或降低真空泵流量后執(zhí)行步驟S3；若高于T₂，則降低水泵流量和/或增加真空泵流量后執(zhí)行步驟S3；若為T，則執(zhí)行步驟S3。

優(yōu)選地，控制器通過調(diào)節(jié)第一變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)水泵的流量，并通過第一流量閥獲取反饋數(shù)據(jù)；控制器通過調(diào)節(jié)第二變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量及旋風(fēng)冷卻器內(nèi)的真空度，并通過第二流量閥和真空表獲取反饋數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，旋風(fēng)冷卻器的真空度不低于15kPa；所述霧化噴頭的熱水流量不小于10ml/s。

優(yōu)選地，啟動(dòng)時(shí)先開啟真空泵延遲一段時(shí)間(一般為1-5秒，以旋風(fēng)冷卻器內(nèi)形成穩(wěn)定的螺旋風(fēng)的時(shí)間為準(zhǔn))再開啟水泵；關(guān)閉時(shí)先關(guān)閉水泵延遲一段時(shí)間(一般為1-5秒，以將旋風(fēng)冷卻器內(nèi)的高溫水霧全部抽出為準(zhǔn))再關(guān)閉真空泵。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明的熱水快速降溫裝置及方法充分利用了旋風(fēng)分離技術(shù)，增加了冷空氣與高溫水霧的接觸面積與對(duì)流程度，從而增加了傳熱效率，實(shí)現(xiàn)高溫水霧的快速降溫，不需要額外的冷媒，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，能夠?qū)崿F(xiàn)快速連續(xù)冷卻熱水，獲得所需的溫水。并通過控制真空泵和水泵的流量，能夠控制獲得的溫水的溫度符合使用者的需求，使用起來非常方便。本發(fā)明既可以單獨(dú)使用，也可以集成設(shè)計(jì)到較大的熱水器等設(shè)備上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)燒開水、出開水和出溫水。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明熱水快速降溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明熱水快速降溫方法的工作流程圖；

其中，1-水泵，2-霧化器，2-1-霧氣收集罩，2-2-霧化噴頭，2-3-防水透氣膜，3-旋風(fēng)冷卻器，4-真空泵，5-溫水槽，6-空氣過濾器，7-熱水器，8-第一溫度傳感器，9-第二溫度傳感器，10-第一流量閥，11-第二流量閥，12-真空表，13-液位傳感器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種熱水快速降溫裝置及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，使沸水或溫度較高的熱水能夠被快速連續(xù)冷卻。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1：如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種熱水快速降溫裝置，包括熱水器7、水泵1、霧化器2、空氣過濾器6、旋風(fēng)冷卻器3、真空泵4和溫水槽5，所述霧化器2包括霧氣收集罩2-1和霧化噴頭2-2，所述霧氣收集罩2-1套設(shè)在所述霧化噴頭2-2上，所述霧氣收集罩2-1上設(shè)有若干個(gè)透氣孔，使霧氣收集罩2-1內(nèi)的高溫水霧更容易被負(fù)壓吸引至所述旋風(fēng)冷卻器3中，所述透氣孔上覆有防水透氣膜2-3。所述水泵1用于抽取熱水器7的儲(chǔ)水槽內(nèi)的熱水，并將熱水通過管路輸送至所述霧化噴頭2-2。所述空氣過濾器6設(shè)置在所述霧化噴頭2-2和所述旋風(fēng)冷卻器3之間的管路上，用于提供冷空氣作為冷媒。所述霧氣收集罩2-1的出口通過管路與所述旋風(fēng)冷卻器3的進(jìn)氣口連接。所述旋風(fēng)冷卻器3的出氣口通過管路與所述真空泵4連接，所述真空泵4將熱空氣從旋風(fēng)冷卻器3中抽走，所述旋風(fēng)冷卻器3的底端連接所述溫水槽5，所述溫水槽5的外壁上優(yōu)選覆有保溫棉。

所述熱水器7的儲(chǔ)水槽內(nèi)設(shè)有第一溫度傳感器8，所述溫水槽5內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器9；所述水泵1由第一變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述真空泵4由第二變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)；所述水泵1至所述霧化器2之間的管路上設(shè)有第一流量閥10，所述旋風(fēng)冷卻器3至所述真空泵4之間的管路上設(shè)有第二流量閥11和真空表12；所述溫水槽5內(nèi)設(shè)有液位傳感器13；所述第一溫度傳感器8、所述第二溫度傳感器9、所述第一變頻電機(jī)、所述第二變頻電機(jī)、所述第一流量閥10、所述第二流量閥11、所述真空表12和所述液位傳感器13均與控制器電連接。

本實(shí)施例還提供了一種熱水快速降溫方法，如圖2所示，包括如下步驟：

S1：控制器開啟真空泵4，使旋風(fēng)冷卻器3內(nèi)形成穩(wěn)定的螺旋風(fēng)；

S2：控制器開啟水泵1，將熱水輸送至霧化器2的霧化噴頭2-2，形成高溫水霧；

S3：控制器獲取液位傳感器13的數(shù)據(jù)，達(dá)到設(shè)置值則關(guān)閉水泵1和真空泵4；低于設(shè)定值則繼續(xù)執(zhí)行步驟S4；

S4：控制器獲取第二溫度傳感器9的數(shù)據(jù)，(以T₁＝50℃，T₂＝55℃為例)若低于50℃，則增加水泵1流量和/或降低真空泵4流量后執(zhí)行步驟S3；若高于55℃，則降低水泵1流量和/或增加真空泵4流量后執(zhí)行步驟S3；若為50℃～55℃，則執(zhí)行步驟S3。

其中，控制器通過調(diào)節(jié)第一變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)水泵1的流量，并通過第一流量閥10獲取反饋數(shù)據(jù)；控制器通過調(diào)節(jié)第二變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量及旋風(fēng)冷卻器3內(nèi)的真空度，并通過第二流量閥11和真空表12獲取反饋數(shù)據(jù)。為保證熱交換效率，旋風(fēng)冷卻器3的真空度不低于15kPa，所述霧化噴頭2-2的流量不小于10ml/s，所述旋風(fēng)冷卻器3的體積大小視霧化噴頭2-2的流量而定，流量越大，體積越大，反之亦然。啟動(dòng)時(shí)先開啟真空泵4延遲一段時(shí)間再開啟水泵1；關(guān)閉時(shí)先關(guān)閉水泵1延遲一段時(shí)間再關(guān)閉真空泵4，以使熱空氣在啟動(dòng)和停止時(shí)及時(shí)被吸引進(jìn)入旋風(fēng)分離器，防止熱空氣在霧化器2及管路內(nèi)冷凝。

需要說明的是：第二溫度傳感器9的兩個(gè)設(shè)定值50℃和55℃可以由使用者根據(jù)自身的需求而改變。

本發(fā)明熱水快速降溫裝置的工作原理為：

本發(fā)明提出了一種噴霧蒸發(fā)+旋風(fēng)冷卻收集的熱水冷卻技術(shù)方案。即將開水霧化成水霧，真空泵4為旋風(fēng)冷卻器3提供動(dòng)力，形成空氣流，高溫水霧在氣流的帶動(dòng)下進(jìn)入旋風(fēng)冷卻器3，旋風(fēng)冷卻器3內(nèi)高溫水霧沿外層螺旋下降，空氣冷媒沿內(nèi)層螺旋上升，極大的增大了旋風(fēng)冷卻器3內(nèi)高溫水霧和空氣的換熱面積，實(shí)現(xiàn)了高溫水霧與空氣的強(qiáng)對(duì)流換熱，且部分水霧快速蒸發(fā)也帶走大量的熱，使高溫水霧溫度迅速降低凝結(jié)為小液滴，液滴在離心力的作用下被甩到旋風(fēng)冷卻器3的內(nèi)壁上，并沿內(nèi)壁匯流入底部的溫水槽5中，溫水槽5內(nèi)即得所需的溫水。

本實(shí)施例的熱水快速降溫裝置及方法充分利用了旋風(fēng)分離技術(shù)，增加了冷空氣與高溫水霧的接觸面積與對(duì)流程度，從而增加了傳熱效率，實(shí)現(xiàn)高溫水霧的快速降溫，不需要額外的冷媒，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，能夠?qū)崿F(xiàn)快速連續(xù)冷卻熱水，獲得所需的溫水。并通過控制真空泵4和水泵1的流量，能夠控制獲得的溫水的溫度符合使用者的需求，使用起來非常方便。

本說明書中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。