一種液體加熱系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液體加熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液體加熱系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以加熱塊加熱流經(jīng)的液體是一個廣為使用的加熱方案，常用于液體加熱系統(tǒng)如咖啡機(jī)、茶機(jī)和熱水機(jī)等等。
[0003]以加熱塊為液體加熱時，需要控制輸出液體使其達(dá)到某一范圍的目標(biāo)溫度以達(dá)至乎合應(yīng)用所需的理想溫度范圍，通常以各式恒溫器開關(guān)，或以溫度傳感元件接收反饋訊息配合智能供電程序達(dá)至控制溫度范圍。但由于由溫度傳感元件感應(yīng)出實際溫度，到控溫機(jī)能產(chǎn)生反應(yīng)，再到實際溫度因為控溫機(jī)能的反應(yīng)產(chǎn)生變化，最后讓感知系統(tǒng)得知溫度已改變，因為不同系統(tǒng)都會有不同程度的延緩，以至溫度的變化常有一定波幅的曲線出現(xiàn)。
[0004]PID 控制器(Proport1n Integrat1n Differentiat1n，比例-積分-微分控制器)能非常有效把溫度變化的波幅減至最少甚至消除，但亦只限于整個系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)的時候。如即熱式飲用熱水機(jī)，咖啡機(jī)等短時間(不包括預(yù)熱時間)熱水輸出而不希望先棄掉部份輸出水待溫度穩(wěn)定才使用的可能性的應(yīng)用情況下，供水過程由開始讓水流過加熱塊到停止水流往往只有數(shù)十秒，即使使用了 PID控制器系統(tǒng)，也往往在系統(tǒng)未到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)甚至根本未明顯改善波幅過程就已經(jīng)終結(jié)了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的特征和優(yōu)點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發(fā)明而學(xué)習(xí)。
[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種液體加熱系統(tǒng)及其方法，采用以水管串聯(lián)的兩個加熱塊對液體進(jìn)行加熱，從而有效穩(wěn)定液體溫度波幅。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種液體加熱系統(tǒng)，其特征在于，包括:第一液溫調(diào)節(jié)裝置，其上設(shè)有第一液體通道，該第一液體通道通過第一水管與液體源頭相連；第二液溫調(diào)節(jié)裝置，其上設(shè)有第二液體通道，該第一液體通道的一端通過第二水管與該第一液體通道相連，另一端設(shè)有第三水管，用于輸出加熱液；液體動力控制裝置，位于該第一水管上，用于控制液體的流動；系統(tǒng)控制裝置，用于控制該第一液溫調(diào)節(jié)裝置和第二液溫調(diào)節(jié)裝置的功率。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一加熱容器或該第二水管的外壁上設(shè)有第一溫度感應(yīng)器；該第二加熱容器或該第三水管的外壁上設(shè)有第二溫度感應(yīng)器。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該系統(tǒng)控制裝置還用于接收該第一溫度感應(yīng)器和第二溫度感應(yīng)器的訊號，得出平衡溫度或瞬時溫度。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該系統(tǒng)控制裝置還用于控制該液體動力控制裝置的開啟或關(guān)閉。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一液溫調(diào)節(jié)裝置包括第一導(dǎo)熱體以及設(shè)置在所示第一導(dǎo)熱體內(nèi)部的第一發(fā)熱體以及該第一液體通道；該第二液溫調(diào)節(jié)裝置包括第二導(dǎo)熱體以及設(shè)置在所示第二導(dǎo)熱體內(nèi)部的第二發(fā)熱體以及該第二液體通道。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一導(dǎo)熱體呈柱形，該第一發(fā)熱體、第一液體通道在該第一導(dǎo)熱體內(nèi)螺旋狀盤旋，且該第一液體通道位于該第一發(fā)熱體的外側(cè)；該第二導(dǎo)熱體呈柱形，該第二發(fā)熱體、第二液體通道在該第二導(dǎo)熱體內(nèi)螺旋狀盤旋，且該第二液體通道位于該第二發(fā)熱體的外側(cè)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一液體通道由設(shè)置在該第一導(dǎo)熱體內(nèi)部的通道直接構(gòu)成；該第二液體通道由設(shè)置在該第二導(dǎo)熱體內(nèi)部的通道直接構(gòu)成。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種液體加熱方法，其特征在于，包括步驟:使液體先后流經(jīng)通過第二水管相連的第一液溫調(diào)節(jié)裝置與第二液溫調(diào)節(jié)裝置；該系統(tǒng)控制裝置分別控制該第一液溫調(diào)節(jié)裝置與第二液溫調(diào)節(jié)裝置的功率，使經(jīng)由該第一液溫調(diào)節(jié)裝置的液體達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度，并使經(jīng)由該第二液溫調(diào)節(jié)裝置通過第三水管流出的液體的溫度波幅穩(wěn)定。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還包括步驟:通過測量該第一液溫調(diào)節(jié)裝置或該第二水管的外壁上的溫度信息，向該系統(tǒng)控制裝置反饋位于該第一液溫調(diào)節(jié)裝置中液體的溫度，該系統(tǒng)控制裝置根據(jù)該第一液溫調(diào)節(jié)裝置中液體的溫度確定該第一液溫調(diào)節(jié)裝置的功率；通過測量該第二液溫調(diào)節(jié)裝置或該第三水管的外壁上的溫度，向該系統(tǒng)控制裝置反饋位于該第二液溫調(diào)節(jié)裝置中液體的溫度信息，該系統(tǒng)控制裝置還根據(jù)該第二液溫調(diào)節(jié)裝置中液體的溫度確定該第二液溫調(diào)節(jié)裝置的功率。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在沒有新的液體流經(jīng)該第一液溫調(diào)節(jié)裝置與第二液溫調(diào)節(jié)裝置時，該系統(tǒng)控制裝置分別控制該第一液溫調(diào)節(jié)裝置與第二液溫調(diào)節(jié)裝置的功率，使該第一液溫調(diào)節(jié)裝置與第二液溫調(diào)節(jié)裝置中的液體接近并穩(wěn)定于目標(biāo)溫度。
[0018]通過閱讀說明書，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將更好地了解這些技術(shù)方案的特征和內(nèi)容。
【附圖說明】
[0019]下面通過參考附圖并結(jié)合實例具體地描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和實現(xiàn)方式將會更加明顯，其中附圖所示內(nèi)容僅用于對本發(fā)明的解釋說明，而不構(gòu)成對本發(fā)明的任何意義上的限制，在附圖中:
[0020]圖1為本發(fā)明實施例的液體加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明實施例的液體加熱系統(tǒng)中第一液溫調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明實施例的液體加熱方法的流程示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明實施例的從第一液溫調(diào)節(jié)裝置流出的液體溫度-時間曲線圖。
[0024]圖5為本發(fā)明實施例的從第二液溫調(diào)節(jié)裝置流出的液體溫度-時間曲線圖。
[0025]圖6為本發(fā)明實施例的單個液溫調(diào)節(jié)裝置的輸出的液體溫度-時間曲線圖。
[0026]圖7為本發(fā)明實施例的兩個液溫調(diào)節(jié)裝置輸出的液體溫度-時間曲線圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，本發(fā)明提供一種液體加熱系統(tǒng)，其特征在于，包括:第一液溫調(diào)節(jié)裝置2，其上設(shè)有第一液體通道12，第一液體通道12通過第一水管與液體源頭1相連；第二液溫調(diào)節(jié)裝置3，其上設(shè)有第二液體通道22，第一液體通道22的一端通過第二水管8與第一液體通道12相連，另一端設(shè)有第三水管9，用于輸出加熱液；液體動力控制裝置4，位于第一水管7上，用于控制液體的流動；系統(tǒng)控制裝置，用于控制第一液溫調(diào)節(jié)裝置2和第二液溫調(diào)節(jié)裝置3的功率。
[0028]上述第一液溫調(diào)節(jié)裝置2或第二液溫調(diào)節(jié)裝置3可以加熱塊擔(dān)當(dāng)。加熱塊是一個由數(shù)個構(gòu)造組成的一個功能部件，可包括但不限于:液體通道，發(fā)熱體，導(dǎo)熱體。請同時參照圖2，圖2為本發(fā)明實施例的液體加熱系統(tǒng)中第一液溫調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該第一液溫調(diào)節(jié)裝置2包括第一導(dǎo)熱體11以及設(shè)置在所示第一導(dǎo)熱體11內(nèi)部的第一發(fā)熱體13以及第一液體通道12 ;第一導(dǎo)熱體11呈柱形，第一發(fā)熱體13、第一液體通道12在第一導(dǎo)熱體內(nèi)螺旋狀盤旋，且第一液體通道12位于第一發(fā)熱體13的外側(cè)。第二液溫調(diào)節(jié)裝置3的結(jié)構(gòu)與第一液溫調(diào)節(jié)裝置2的結(jié)構(gòu)相同，包括第二導(dǎo)熱體以及設(shè)置在所示第二導(dǎo)熱體內(nèi)部的第二發(fā)熱體以及第二液體通道；第二導(dǎo)熱體呈柱形，第二發(fā)熱體、第二液體通道在第二導(dǎo)熱體內(nèi)螺旋狀盤旋，且第二液體通道位于第二發(fā)熱體的外側(cè)。
[0029]上述第一液體通道12或第二液體通道22可以由不會和應(yīng)用之液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬管〔例如:SUS304鋼水管〕制成，發(fā)熱體則為包含電熱線的已絕緣金屬管，且熱傳遞效能良好或足夠于應(yīng)用案例的金屬材質(zhì)〔例如:鋁〕。此外，第一液體通道12或第二液體通道22還可以是導(dǎo)熱體自身形態(tài)或形狀構(gòu)成令液體能在其中流動的空間，不必要以額外物料所造。即第一液體通道12可以由設(shè)置在第一導(dǎo)熱體內(nèi)部的通道直接構(gòu)成；第二液體通道也可以由設(shè)置在第二導(dǎo)熱體內(nèi)部的通道直接構(gòu)成。
[0030]液體源頭1是流經(jīng)此系統(tǒng)的液體之源頭，可以是但不限于將被處理之液體暫存容器〔例如咖啡機(jī)之儲水箱〕或任何不需人為補(bǔ)充的液體源〔例如建筑物之自來水管道〕。
[0031]液體動力控制裝置4可以是但不限于各種電動或非電動液體栗〔如電磁活塞栗〕，或控制來自液體源頭本身的壓力的裝置〔如自來水閥〕。
[0032]第一水管7、第二水管8以及第三水管9作為液體的傳輸裝置可以是任何不會和應(yīng)用之液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并可以容許液體進(jìn)入或離開或停留或流經(jīng)的裝置〔例如SUS304鋼水管〕，并需能夠把液體從被指定的源頭位置導(dǎo)向至被指定的目的位置，或在被指定的多于一個的位置間來回流動。
[0033]為了更好地控制第一液溫調(diào)節(jié)裝置2和第二液溫調(diào)節(jié)裝置3的功率，本實施