本发明涉及液体加热,尤其涉及一种应用于按摩spa水池的液体加热装置及其温度控制方法。
背景技术:
1、液体加热装置是按摩spa(solus par agula,水疗)水池、娱乐水池、饮水机、足浴盆等家电产品和其它工业产品上的重要部分,尤其是调节水池水温的重要部件。现有的液体加热装置包括导热体和ptc(positive temperature coefficient)加热元件。导热体内设有多个管道,部分管道用以放置ptc加热元件,部分管道用做液体流通。这种液体加热装置在自主温度调节时,通过设置在液体加热装置壳体侧壁上的机械复位温控器检测液体加热装置壳体内的液体温度,以防止超温。
2、这种机械复位温控器的具体结构如图1所示,其左侧浸入水中,右侧为接线端子和复位按钮。两接线端子默认接通。当水温达到预设值(e.g.,50±3℃),两接线端子断开。在通过按压复位按钮重新接通两端子之前,两端子保持断开。由于温控器是由铜合金外壳导热给感温元件,受热的感温元件慢慢弯曲变形来实现通断电的,因此该种温控器具有如下缺点:
3、1、对温度不灵敏,误差大(例如动作温度需正负3℃,这么大的水温误差范围足以造成体感上的明显差异)。
4、2、感温元件生产控制较难且使用次数有限(例如6000次)。一旦感温元件失效,超温保护功能即失效,用户就少一道安全保护。
5、3、因为感温元件动作不够灵敏,温控器与水接触的部分采用了铜合金外壳,而铜合金外壳在水中易腐蚀损坏。
6、4、在动作后需要达到一定温差(例如8度以上)才能执行复位动作重新接合,使用上不是很方便。
7、因此,现有技术中的液体加热装置存在温度控制准确度低和安全性低的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有技术中的液体加热装置存在温度控制准确度低和安全性低的问题。
2、针对上述技术问题,本发明的实施方式提供一种液体加热装置,该液体加热装置包括中空的加热腔室、与该加热腔室流体连通的水泵,以及设置于该加热腔室内的加热芯体,还包括分别与该加热腔室的内部连通的液体入口和液体出口。
3、进一步还包括第一温度传感器和第二温度传感器,第一温度传感器设置于液体加热装置的壳体上、相比于第二温度传感器更加靠近液体入口的位置,且第一温度传感器的探头贯穿壳体的侧壁伸入该加热腔室内;并且
4、第二温度传感器在壳体上、在壳体的长度方向上与第一温度传感器相互分离,且第二温度传感器的探头至少部分地位于加热腔室内。
5、采用上述技术方案,本实施方式提供的这种液体加热装置由于包括第一温度传感器和第二温度传感器,利用第一温度传感器和第二温度传感器分别采集加热腔室内的液体温度和液体入口处的液体温度。其中,第一温度传感器可检测液体在加热前的温度,第二温度传感器可检测液体通过加热芯体加热一段时间后的液体温度,液体加热装置的控制元件根据两处的温度信息可精准地控制加热芯体和该水泵的工作状态,可保证液体加热装置应用至按摩spa水池、娱乐水池时精准地控制池内水温。
6、另外,由于温度传感器相比于机械式温控器不仅检测灵敏度更高,且复位前无需长久等待,使用更加方便,尤其是利用第二温度传感器的探头贯穿该壳体的侧壁伸入该加热腔室内、采集该加热腔室内相应位置的液体温度,在加热腔室内液体温度(例如水温)过高时,能够在较短的时间内检测到温度信息,使得液体加热装置的控制元件能够及时控制加热芯体和水泵停止工作,防止温度过高烫伤使用者或导致其他元件(例如加热芯体和水泵)高温烧毁。
7、尤其是,通过第一温度传感器和第二温度传感器的探头感温灵敏,例如控制精度可以达到0.5度,复位前无需长久等待,使用更加方便,有利于进一步提高液体加热装置温控精度。另外,由于第一温度传感器和该第二温度传感器均无可动部件,使用次数达百万次,因此产品无需频繁维护也能保持高可靠性,有利于进一步提升液体加热装置的使用稳定性。
8、因此,本实施方式提供的这种液体加热装置不仅温控精度更高,还具有使用安全性好的优点。
9、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置,该第一温度传感器和该第二温度传感器还分别包括包覆各温度传感器的防护罩;并且
10、该防护罩由不锈钢材料制成。
11、采用上述技术方案,通过在温度传感器外周设置有防护罩,可对温度传感器进行保护,避免环境因素对温度传感器的检测性能造成影响,可进一步提升液体加热装置的使用稳定性。
12、另外,将防护罩设置为不锈钢材料,由于不锈钢材料的耐腐蚀性能更好,如此可提升温度传感器的抗腐蚀性能,尤其是液体加热装置加热具有腐蚀性的液体(例如硫磺水)时,仍能够保持稳定的检测性能。因此,采用这种结构,不仅能够提升液体加热装置的控温准确度,还能提升液体加热装置的适用范围,例如,不仅可加热普通的水,还可以加热具有腐蚀性的硫磺水。
13、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置,该第一温度传感器和该第二温度传感器的外周均设置外螺纹,其中,该第一温度传感器和该第二温度传感器通过该外螺纹螺接固定于该壳体的侧壁上相应的螺纹孔;并且
14、第一温度传感器与壳体之间,以及第二温度传感器与壳体之间,分别设置一密封件。
15、采用上述技术方案,由于第一温度传感器和该第二温度传感器均为电子产品,长时间使用后需要更换或维护,本实施方式通过将其由连接螺母可拆卸地安装至壳体上,如此有利于液体加热装置的维护。
16、另外,第一温度传感器与壳体之间,以及第二温度传感器与壳体之间设置密封件,如此保证加热腔室的密封性,防止加热腔室没液体流出。
17、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置,加热腔室包括沿壳体的长度方向延伸且相互独立的第一液体流道和第二液体流道,第一液体流道的出口与第二液体流道的入口连通,液体入口设置于第一液体流道的入口位置,液体出口设置于第二液体流道的出口位置。
18、采用上述技术方案,通过将液体入口设置于第一液体流道的入口位置,液体出口设置于第二液体流道的出口位置,利用这种结构有利于待加热液体在加热腔室内的流通时间变短,加热效率更好。
19、另外,通过利用第一温度传感器和该第二温度传感器检测液体入口和液体出口处的液体温度,利用该结构可采集到的流入液体或流出液体、加热后液体的温度,两处液体的热量损失较小,无需补偿,有利于进一步提升液体加热装置温度控制的准确性。
20、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置,还包括报警单元和开关组件,该开关组件分别与该加热芯体、该水泵、以及该报警单元连接。
21、采用上述技术方案,通过设置报警单元,可使得使用者更加方便地了解液体加热装置的工作状况,尤其是发生故障时,使用者可及时发现并进行处理,以降低人身安全隐患发生的概率。
22、另外,通过开关组件控制加热芯体、该水泵、以及该报警单元,其不仅连接更加简单,且结构更加简单,成本更低。
23、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置,还包括控制单元,控制单元的信号输出端分别与加热芯体和水泵的信号输入端电性连接;并且,
24、第一温度传感器用于采集加热腔室内靠近液体入口处的液体温度并生成第一温度信号;和
25、第二温度传感器用于采集加热腔室内相应位置的液体温度并生成第二温度信号;控制单元的信号输入端分别与第一温度传感器和第二温度传感器的信号输出端通信连接,以获取第一温度信号和第二温度信号;控制单元被配置为根据第一温度信号和第二温度信号控制加热芯体和水泵的工作状态。
26、采用上述技术方案,利用第一温度传感器和第二温度传感器分别采集加热腔室内的液体温度和液体入口处的液体温度。其中,第一温度传感器可检测液体在加热前的温度,第二温度传感器可检测液体通过加热芯体加热一段时间后的液体温度,并分别将检测到的两处温度信息传递给控制单元,控制单元根据两处的温度信息(第一温度信号和该第二温度信号)可精准地控制加热芯体和该水泵的工作状态,可保证液体加热装置应用至按摩spa水池、娱乐水池时精准地控制池内水温。
27、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置,在该第一温度信号超出第一检测范围和/或第二温度信号超出该第二检测范围时,该控制单元控制该加热芯体和该水泵同时关闭,并且控制该报警单元报警;或者
28、在该加热芯体工作时,若该第一温度信号与该第二温度信号的差值在第一时间范围内持续小于第一温差阈值,该控制单元控制该水泵关闭,并且,在关闭该水泵后,若该第一温度信号与该第二温度信号的差值在第二时间范围内持续小于该第一温差阈值,该控制单元控制该加热芯体关闭并控制该报警单元报警;或者
29、在该水泵工作时,若该第一温度信号与该第二温度信号的差值大于第二温差阈值时,控制该报警单元报警。
30、采用上述技术方案,由于本实施方式中第一温度传感器和该第二温度传感器采集到的第一温度信号与第二温度信号均为具体的数值,本实施方式通过对第一温度信号与第二温度信号对应具体数值进行比对分析的方式,可进一步提升液体加热装置温度控制的准确性。
31、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置,其中
32、该第一检测范围包括4℃~48℃;
33、该第二检测范围包括10℃~51℃;
34、该第一时间范围包括0~3h;
35、该第二时间范围包括0~15s;
36、该第一温差阈值包括0.3℃~0.7℃;并且
37、该第二温差阈值设置包括3℃~7℃。
38、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置,第一温度传感器与第二温度传感器以预定距离间隔设置,且该第二温度传感器固定连接于该壳体上、在该壳体的长度方向上距离该第一温度传感器的该预定距离满足以下条件:
39、1/3l≦m≦2/3l;其中,
40、m为该预定距离;
41、l为该壳体的长度。
42、采用上述技术方案,通过将第二温度传感器与第一温度传感器之间的距离设置为壳体的长度1/3~2/3,如此避免两者距离过长液体热量损失过大而影响检测准确度的问题。
43、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置,该加热腔室内设置有至少一对加热芯体,该加热芯体均为ptc加热芯,并且每个该ptc加热芯从内到外依次包括ptc陶瓷片、两个电极片、第一绝缘层、保护层、第二绝缘层,该ptc陶瓷片设置在该两个电极片之间,该第一绝缘层、该保护层和该第二绝缘层包裹该ptc陶瓷片和该两个电极片,该保护层由金属制成。
44、根据本发明另一种实施方式提供的按摩spa水池,包括容水腔室以及上述结构的液体加热装置;其中,
45、液体加热装置的液体入口、液体出口、水泵与容水腔室内部依次连通以构成流体回路。
46、采用上述技术方案,由于上述结构的液体加热装置不仅温控精度更高,还具有使用安全性好的优点。按摩spa水池采用该结构的液体加热装置时,可使得按摩spa水池使用更加方便、安全性更好。尤其是有利于提升用户体验感。
47、根据本发明另一种实施方式提供的按摩spa水池,该液体加热装置具有装置外壳,该加热腔室、该水泵、以及该控制单元均设置于该装置外壳内;并且
48、该液体加热装置的该液体入口和该液体出口均自该装置外壳靠近该容水腔室的一侧伸出、通过连接管路与该容水腔室内部流体连通。
49、采用上述技术方案,通过将加热腔室、水泵、以及控制单元均设置于装置外壳,有利于对加热腔室、水泵、以及控制单元进行保护,避免受环境因素而影响液体加热装置的使用性能。
50、并且,液体入口和该液体出口均自该装置外壳靠近该容水腔室的一侧伸出,便于液体加热装置与水池进行连接。
51、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置的温度控制方法,该温度控制方法适用于上述结构的液体加热装置,包括:
52、控制单元获取第一温度信息和第二温度信息;
53、判断第一温度信息和第二温度信息是否满足预设的第一保护条件,
54、若是,关闭加热芯体,并控制报警单元报警;否则,
55、判断第一温度信息和第二温度信息是否满足预设的第二保护条件,若是,关闭加热芯体,否则,
56、开启加热芯体。
57、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置的温度控制方法,
58、当判断为第一温度信息和第二温度信息满足预设的第一保护条件时,关闭加热芯体和水泵,并控制报警单元报警;
59、当判断为第一温度信息和第二温度信息满足预设的第二保护条件时,关闭加热芯体和水泵。
60、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置的温度控制方法,第一保护条件包括:
61、第一温度信息超出第一检测范围和/或第二温度信息超出第二检测范围。
62、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置的温度控制方法,第二保护条件包括:
63、在该加热芯体工作时,该第一温度信息与该第二温度信息的差值在第一时间范围内持续小于第一温差阈值,并且,在关闭该水泵后若该第一温度信息与该第二温度信息的差值在第二时间范围内持续小于该第一温差阈值。
64、根据本发明另一种实施方式提供的液体加热装置的温度控制方法,第二保护条件还包括:
65、在该水泵工作时,该第一温度信息与该第二温度信息的差值大于第二温差阈值时。
66、本发明的有益效果在于:
67、本发明提供一种应用于按摩spa水池的液体加热装置及其温度控制方法,其中该液体加热装置包括中空的加热腔室、与该加热腔室流体连通的水泵,以及设置于该加热腔室内的加热芯体,该加热腔室沿其壳体的长度方向的一端部具有与内部连通的液体入口和液体出口。该液体加热装置进一步还包括控制单元、第一温度传感器和第二温度传感器。利用第一温度传感器和第二温度传感器分别采集加热腔室内的液体温度和液体入口处的液体温度。其中,第一温度传感器可检测液体在加热前的温度,第二温度传感器可检测液体通过加热芯体加热一段时间后的液体温度,并分别将检测到的两处温度信息传递给控制单元,控制单元根据两处的温度信息(第一温度信号和该第二温度信号)可精准地控制加热芯体和该水泵的工作状态,可保证液体加热装置应用至按摩spa水池、娱乐水池时精准地控制池内水温。
68、并且,由于电子温度采集单元相比于机械式温控器不仅检测灵敏度更高,且复位前无需长久等待,使用更加方便,尤其是利用第二温度传感器的探头贯穿该壳体的侧壁伸入该加热腔室内、采集该加热腔室内相应位置的液体温度,在加热腔室内液体温度(例如水温)过高时,能够在较短的时间内检测到并向控制单元反馈对应的第二温度信号,使得控制单元能够及时控制加热芯体和水泵停止工作,防止温度过高烫伤使用者或导致其他元件(例如加热芯体和水泵)高温烧毁。不仅温控精度更高,还具有使用安全性好的优点。
69、本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明,且应当理解,至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。
1.一种液体加热装置,所述液体加热装置包括中空的加热腔室、与所述加热腔室流体连通的水泵,以及设置于所述加热腔室内的加热芯体,还包括分别与所述加热腔室的内部连通的液体入口和液体出口;其特征在于,还包括第一温度传感器和第二温度传感器;其中,
2.如权利要求1所述的液体加热装置,其特征在于,所述加热腔室包括沿所述壳体的长度方向延伸且相互独立的第一液体流道和第二液体流道,所述第一液体流道的出口与所述第二液体流道的入口连通,所述液体入口设置于所述第一液体流道的入口位置,所述液体出口设置所述第二液体流道的出口位置。
3.如权利要求2所述的液体加热装置,其特征在于,所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的外周均设置外螺纹;并且,
4.如权利要求3所述的液体加热装置,其特征在于,所述壳体的螺纹孔与连接螺母的周壁之间设置有密封件。
5.如权利要求3所述的液体加热装置,其特征在于,还包括报警单元和开关组件;其中,
6.如权利要求5所述的液体加热装置,其特征在于,所述加热腔室内设置有至少一对加热芯体,所述加热芯体均为ptc加热芯,并且每个所述ptc加热芯从内到外依次包括ptc陶瓷片、两个电极片、第一绝缘层、保护层、第二绝缘层,所述ptc陶瓷片设置在所述两个电极片之间,所述第一绝缘层、所述保护层和所述第二绝缘层包裹所述ptc陶瓷片和所述两个电极片,所述保护层由金属制成。
7.如权利要求5所述的液体加热装置,其特征在于,还包括控制单元,所述控制单元的信号输出端分别与所述加热芯体和所述水泵的信号输入端电性连接;并且,
8.如权利要求7所述的液体加热装置,其特征在于,在所述第一温度信号超出第一检测范围和/或所述第二温度信号超出第二检测范围时,所述控制单元控制所述加热芯体和所述水泵同时关闭,并且控制报警单元报警;或者
9.一种按摩spa水池,包括容水腔室,其特征在于,还包括权利要求1~8任一项所述液体加热装置;其中,
10.如权利要求9所述的按摩spa水池,其特征在于,所述液体加热装置具有装置外壳,所述加热腔室、所述水泵、以及所述控制单元均设置于所述装置外壳内;并且
11.一种液体加热装置的温度控制方法,其特征在于,所述温度控制方法由权利要求1~8任一项所述的液体加热装置的控制单元执行,包括:
12.如权利要求11所述的液体加热装置的温度控制方法,其特征在于,
13.如权利要求11所述的液体加热装置的温度控制方法,其特征在于,所述第一保护条件包括:
14.如权利要求11所述的液体加热装置的温度控制方法,其特征在于,所述第二保护条件包括:
15.如权利要求11所述的液体加热装置的温度控制方法,其特征在于,所述第二保护条件包括: