一种合理利用峰谷电的智能节电储水式饮水机及控制方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610534146.3 (22)申请日 2016.07.08 (71)申请人 河北科技大学 地址 050018 河北省石家庄市裕华东路70 号 (72)发明人 赵月静 秦志英 万海城 (51)Int.Cl. A47J 31/00(2006.01) A47J 31/44(2006.01) A47J 31/46(2006.01) A47J 31/54(2006.01) (54)发明名称 一种合理利用峰谷电的智能节电储水式饮 水机及控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种合理利用。

2、峰谷电的智能 节电储水式饮水机及控制方法， 包括机身、 即热 管、 内部管路和控制模块； 机身前面板设有热水 水龙头、 冷水水龙头， 顶部设置聪明头； 机身的侧 壁设有控制柜， 控制模块安装在控制柜内； 内部 管路包括聪明座、 冷水出水管、 即热管进水管、 热 水出水管、 储水装置进水管、 储水装置、 储水装置 出水管； 所述控制模块包括单片机、 触摸式液晶 显示屏、 功率放大器、 液位传感器、 温度传感器、 进水电磁阀、 出水电磁阀、 液位限位开关。 本发明 解决反复加热电能浪费和 “千滚水” 问题， 避免 “阴阳水” 危害肠胃健康； 它能快速更换即热管； 可以通过触摸屏或手机实时监控饮水机。

3、工作状 况； 按需设定饮水机的工作时间和加热储水量， 提醒喝水。 权利要求书2页 说明书5页 附图6页 CN 105919430 A 2016.09.07 CN 105919430 A 1.一种合理利用峰谷电的智能节电储水式饮水机， 其特征在于： 包括机身 （1） 、 即热管 （13） 、 内部管路和控制模块 （8） ； 机身 （1） 的顶部设置聪明头(2)， 机身 （1） 的前面板上部设有 热水水龙头 （3） 、 冷水水龙头 （4） ， 中部设有储水水龙头 （5） ， 下部设有储物箱 （6） ； 机身 （1） 的 侧壁设有控制柜 （9） ， 控制模块 （8） 安装在控制柜 （9） 内； 内部。

4、管路包括聪明座 （15） 、 冷水出 水管 （16） 、 即热管进水管 （20） 、 热水出水管 （26） 、 储水装置进水管 （24） 、 储水装置 （33） 、 储水 装置出水管 （22） ； 所述控制模块包括单片机、 功率放大器、 液位传感器 （19） 、 温度传感器 （18） 、 进水电磁阀 （21） 、 出水电磁阀 （27） 、 液位限位开关 （36） ， 所述液位传感器 （19） 、 温度传 感器 （18） 、 液压限位开关 （36） 安装在储水装置 （33） 内部； 所述聪明座上设置有通气孔正向 复位式清洁帽机构； 所述储水装置设有反向复位式清洁帽机构； 聪明头 （2） 与聪明座。

5、 （15） 密闭连接； 聪明座 （15） 底部设有聪明座冷水出水管 （31） 和聪 明座热水出水管 （32） ， 聪明座冷水出水管 （31） 通过冷水出水管 （16） 连接冷水水龙头 （4） ； 聪 明座热水出水管 （32） 通过即热管进水管 （20） 接即热管 （13） 的一端； 即热管 （13） 的另一端通 过即热管安装阀 （25） 接出水电磁阀 （27） ； 出水电磁阀 （27） 通过出水管分别经低谷加热通路 连接储水水龙头 （5） 和经过高峰加热通路连接热水水龙头 （3） ； 高峰加热通路包括热水出水 管 （26） ； 低谷加热通路包括依次连接的储水装置进水管 （24） 、 储水装置 。

6、（33） 、 储水装置出水 管 （22） ， 所述进水电磁阀 （21） 安装在即热管进水管 （20） 与即热管 （13） 的连接处； 出水电磁 阀 （27） 安装在即热管 （13） 和储水装置进水管 （24） 的连接处； 所述单片机的相应输入端分别连接温度传感器 （18） 、 液位传感器 （19） 、 液位限位开关 （36） 的输出端， 其相应输出端经功率放大器分别接进水电磁阀 （21） 、 出水电磁阀 （27） 和即 热管 （13） 的控制端； 所述单片机根据预设的高峰供电时间段和低谷供电时间段控制出水电 磁阀 （27） 的状态， 在高峰供电时间段， 打开进水电磁阀 （21） ， 关闭出水电。

7、磁阀 （27） ， 启用高 峰加热通路， 在低谷供电时间段， 打开出水电磁阀 （27） ， 启用低谷加热通路， 检测储水装置 （33） 的水位是否达到预设的液位， 如果已经达到， 关闭进水电磁阀 （21） 和出水电磁阀 （27） ， 否则打开进水电磁阀 （21） 和热水出电磁阀 （27） ， 直至单片机检测到水量达到预设值。 2.根据权利要求1所述的合理利用峰谷电的智能节电储水式饮水机， 其特征在于： 所述 智能节电储水式饮水机还包括固定式即热管安装阀 （38） ； 机身 （1） 的背板上设有即热管安 装柜 （14） ； 固定式即热管安装阀 （38） 和即热管安装阀 （25） 均为三通， 分别。

8、固定在即热管安 装柜 （14） 的底面和顶面； 所述即热管 （13） 为可拆卸即热管， 安装在即热管安装柜 （14） 中； 所 述即热管13两端分别连接固定式即热管安装阀 （38） 和即热管安装阀 （25） 的相应端口； 所述 即热管安装柜 （14） 上方设有快换即热管滑槽 （10） 。 3.根据权利要求1所述的合理利用峰谷电的智能节电储水式饮水机， 其特征在于： 所述 通气孔正向复位式清洁帽机构包括安装在聪明座 （15） 上的正向复位式洁净帽 （28） 和正向 复位弹簧 （29） ； 所述复位式清洁帽机构包括安装在储水装置 （33） 上的反向复位式洁净帽 （35） 和反向复位弹簧 （34） 。

9、。 4.根据权利要求1所述的合理利用峰谷电的智能节电储水式饮水机， 其特征在于： 所述 智能节电储水式饮水机还包括触摸式液晶显示屏 （7） ， 所述触摸式液晶显示屏 （7） 安装在机 身 （1） 的前面板上部， 与单片机双向通讯， 用于显示所述储水装置 （33） 中的水量和水温， 设 置高峰供电时间段和低谷供电时间段和医学健康饮水类别。 5.根据权利要求1所述的合理利用峰谷电的智能节电储水式饮水机， 其特征在于： 所述 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 105919430 A 2 智能节电储水式饮水机还包括Internet网络接口设备， 与移动设备通过移动互联网连接。 6.根据权利要求。

10、5所述的合理利用峰谷电的智能节电储水式饮水机， 其特征在于： 所述 Internet网络接口设备为DTE DCE接口设备或网络控制器或NIC以太网卡或支持Internet 网络接入的的新型嵌入式微处理器。 7.根据权利要求5所述的合理利用峰谷电的智能节电储水式饮水机， 其特征在于： 所述 饮水机的即热管 （13） 替换为电子制冷管或电子制冷管与即热管 （13） 集成器件。 8.一种用于权利要求1所述饮水机的控制方法， 其特征在于： 包括以下具体步骤： 步骤1： 设置高峰供电时间段和低谷供电时间段和医学健康饮水类别， 医学健康饮水类 别包括减肥、 疲劳； 步骤2： 判断当前时间是否处于高峰供电时。

11、间段， 如果是， 转向步骤3， 否则转向步骤4； 步骤3： 打开进水电磁阀 （21） ， 关闭出水电磁阀 （27） ， 处于高峰饮水模式； 转向步骤6； 步骤4： 打开进水电磁阀 （21） ， 打开出水电磁阀 （27） ， 控制即热管 （13） 工作， 直至达到预 设温度； 步骤5： 检测检测储水装置 （33） 的水量是否达到预设的液位， 如果是， 切断加热电源， 停 止工作， 处于保温状态， 否则转到步骤4； 步骤6： 判断是否到达所设置的医学健康饮水类别对应的饮水时间， 如果是， 转向步骤 7； 否则转向步骤2； 步骤7： 对用户进行用水提醒； 转向步骤2。 权 利 要 求 书 2/2 页。

12、 3 CN 105919430 A 3 一种合理利用峰谷电的智能节电储水式饮水机及控制方法 技术领域 0001 本发明涉及一种智能储水式饮水机及控制方法， 尤其是一种合理利用峰谷电的智 能节电储水式饮水机及控制方法， 属于智能家居技术领域。 背景技术 0002 由于饮水机使用的普遍行， 每个地区饮水机总量非常多， 可知其总耗电量巨大， 而 且都集中在用电高峰时间段。 而国家峰谷电差距日趋增大， 出现了峰电不够， 谷电富裕的现 状； 缺电一般发生白天峰电时段缺额大， 可能被迫拉闸限电。 在夜晚低谷时段， 用电量少， 系 统电力充足但用不出去， 只好限制发电机组出力直至让其停机， 会造成很大的资源。

13、浪费。 因 此国家发改委发布： 2015年底前全面实行用电峰谷电价政策。 所以迫切需研制一台饮水机 是合理利用峰谷电工作， 一是节能， 二是省钱， 三是为国家电力移峰填谷做出贡献。 。 发明内容 0003 本发明目的是提供一种智能节电储水式饮水机。 0004 为解决上述技术问题的， 本发明采用的技术方案是： 技术方案一： 一种合理利用峰谷电的智能节电储水式饮水机， 包括机身、 即热管、 内部管路和控制模 块； 机身前面板上部设有储水水龙头、 冷水水龙头， 机身的顶部设置聪明头； 机身的侧壁设 有控制柜， 控制模块安装在控制柜内； 内部管路包括聪明座、 冷水出水管、 即热管进水管、 热 水出水管。

14、、 储水装置进水管、 储水装置、 储水装置出水管； 所述控制模块包括单片机、 功率放 大器、 液位传感器、 温度传感器、 进水电磁阀、 热水出电磁阀、 液位限位开关， 所述液位传感 器、 温度传感器、 液位限位开关安装在储水装置内部； 所述聪明座上设置有通气孔正向复位 式清洁帽机构； 所述储水装置设有反向复位式清洁帽机构； 聪明头与聪明座密闭连接； 聪明座底部设有聪明座冷水出水管和聪明座热水出水管， 聪明座冷水出水管通过冷水出水管连接冷水水龙头； 聪明座热水出水管通过即热管进水管 接即热管的一端； 即热管的另一端接出水电磁阀 （27） ； 出水电磁阀 （27） 通过即热管安装阀 分为两路， 一。

15、路经热水出水管连接热水水龙头， 另一路依次通过进储水装置进水管、 储水装 置、 储水装置出水管连接储水水龙头； 所述进水电磁阀安装在即热管进水管与即热管的连 接处， 出水电磁阀安装在即热管和储水装置进水管的连接处； 所述单片机的相应输入端连接温度传感器、 液位传感器、 液位限位开关输出端， 其相应 输出端经功率放大器接进水电磁阀、 热水出电磁阀和即热管的控制端。 所述单片机根据预 设的高峰供电时间段和低谷供电时间段控制热水出电磁阀的状态， 在高峰供电时间段， 打 开进水电磁阀， 关闭热水出电磁阀， 启用高峰加热通路， 在低谷供电时间段， 打开热水出电 磁阀， 启用低谷加热通路， 检测出水装置是。

16、否达到预设的液位， 如果已经达到， 关闭进水电 磁阀和热水出电磁阀， 否则打开进水电磁阀和热水出电磁阀， 直至单片机检测到水量达到 预设液位值。 说 明 书 1/5 页 4 CN 105919430 A 4 0005 所述智能节电储水式饮水机还包括固定式即热管安装阀； 机身背板上设有即热管 安装柜； 固定式即热管安装阀和即热管安装阀均为三通， 分别固定在即热管安装柜的底面 和顶面； 所述即热管为可拆卸即热管， 安装在即热管安装柜中； 所述即热管两端分别连接固 定式即热管安装阀和即热管安装阀的相应端口； 所述即热管安装柜上方设有快换即热管滑 槽。 0006 所述通气孔正向复位式清洁帽机构包括安装。

17、在聪明座上的正向复位式洁净帽和 正向复位弹簧； 所述复位式清洁帽机构包括安装在储水装置上的反向复位式洁净帽和反向 复位弹簧。 0007 所述智能节电储水式饮水机还包括触摸式液晶显示屏， 所述触摸式液晶显示屏安 装在机身的前面板上部， 与单片机经功率放大器和变压电路双向连接， 用于显示所述储水 装置中水量和水温， 设置饮水机工作时间。 0008 所述智能节电储水式饮水机还包括Internet网络接口设备， 与移动设备通过移动 互联网连接。 0009 所述Internet网络接口设备为DTE DCE接口设备或网络控制器或NIC以太网卡或 支持Internet网络接入的的新型嵌入式微处理器。 001。

18、0 所述饮水机的即热管替换为电子制冷管或电子制冷管与即热管集成器件。 0011 技术方案二： 一种用于技术方案一所述饮水机的控制方法， 包括以下具体步骤： 步骤1： 设置高峰供电时间段和低谷供电时间段和医学健康饮水类别， 医学健康饮水类 别包括减肥、 疲劳； 步骤2： 判断当前时间是否处于高峰供电时间段， 如果是， 转向步骤3， 否则转向步骤4； 步骤3： 打开进水电磁阀， 关闭出水电磁阀， 处于高峰饮水模式； 转向步骤6； 步骤4： 打开进水电磁阀， 打开出水电磁阀， 控制即热管工作， 直至达到预设温度； 步骤5： 检测检测储水装置的水量是否达到预设的液位， 如果是， 切断加热电源， 停止工。

19、 作， 处于保温状态。 否则转到步骤4。 0012 步骤6： 判断是否到达所设置的医学健康饮水类别对应的饮水时间， 如果是， 转向 步骤7； 否则转向步骤2； 步骤7： 对用户进行用水提醒； 转向步骤2。 0013 采用上述技术方案， 本发明的有益效果是： 1、 本发明由单片机控制一次性加热存储， 解决人们饮水不足、 反复加热电能浪费和 “千 滚水” 危害问题； 同时冷水、 热水完全隔离， 避免 “阴阳水” 产生危害肠胃的问题； 2、 发明采用反压式供水加热的结构， 水经过固定式即热管安装阀和即热管连接， 经过 即热管加热后通过即热管安装阀供水， 加热更充分； 反压式供水加热减少重力给加热装置。

20、 的压力， 防止破碎； 空间利用率更大； 3、 本发明中的复位式清洁帽， 在隔离水与外界接触时间、 防尘的同时， 减少了散热； 4、 本发明结构简单， 能快速更换即热管， 清洗方便； 5、 本发明中的单片机与触摸屏或手机进行数据通信， 根据当地峰谷电时间政策， 用户 可以设定饮水机的工作时间， 可以根据不同人的需要设定储水量； 6、 本发明可以通过触摸屏或手机设定饮水机提醒不同人喝水量和喝水时间。 说 明 书 2/5 页 5 CN 105919430 A 5 0014 附图说明 0015 图1为本发明的外部结构前视图； 图2为本发明的外部结构后视图； 图3为本发明的内部结构图； 图4为本发明的。

21、聪明座透视图； 图5为本发明的储水装置透视图； 图6为本发明快换即热管结构图； 图7为本发明即热管安装柜结构图； 图8为本发明控制模块原理框图； 其中： 1-机身； 2-聪明头； 3-热水水龙头； 4-冷水水龙头； 5-储水水龙头； 6-储物箱； 7-触摸式 液晶显示屏； 8-控制模块； 9-控制柜； 10-快换即热管滑槽； 11-螺柱； 12-螺母； 13-即热管； 14-即热管安装柜； 15-聪明座； 16-冷水出水管； 17-热水出水管接头； 18-温度传感器； 19-液 位传感器； 20-即热管进水管； 21-进水电磁阀； 22-储水装置出水管； 23-通气管； 24-储水装 置进水管。

22、； 25-即热管安装阀； 26-热水出水管； 27-出水电磁阀； 28-通气孔正向复位式清洁 帽； 29-正向复位弹簧； 30-通气管接头； 31-聪明座冷水出水管； 32-聪明座热水出水管； 33- 储水装置； 34-反向复位弹簧； 35-反向复位式洁净帽； 36-液位限位开关； 37-安装螺钉； 38- 固定式即热管安装阀。 具体实施方式 0016 实施例1： 如图1所示， 一种合理利用峰谷电的智能节电储水式饮水机， 包括机身1、 即热管13、 内 部管路和控制模块8； 机身1的前面板上部设有储水水龙头5、 冷水水龙头4， 机身1的顶部设 置聪明头2； 机身1的侧壁设有控制柜9， 控制模块。

23、8安装在控制柜9内； 内部管路包括聪明座 15、 冷水出水管16、 即热管进水管20、 热水出水管26、 储水装置进水管24、 储水装置33、 储水 装置出水管22； 所述控制模块包括单片机、 功率放大器、 液位传感器、 温度传感器、 进水电磁 阀21、 出水电磁阀27、 液位限位开关36， 所述液位传感器19、 温度传感器18、 液压限位开关36 安装在储水装置33内部； 所述聪明座上设置有通气孔正向复位式清洁帽机构； 所述储水装 置设有反向复位式清洁帽机构； 聪明头2与聪明座15密闭连接； 聪明座15底部设有聪明座冷水出水管31和聪明座热水 出水管32， 聪明座冷水出水管31通过冷水出水管。

24、16连接冷水水龙头4； 聪明座热水出水管32 通过即热管进水管20接即热管13的一端； 即热管13的另一端通过即热管安装阀25分为两路 输出， 一路经热水出水管26连接热水水龙头3， 另一路依次通过进储水装置进水管24、 储水 装置33、 储水装置出水管22连接储水水龙头5； 所述进水电磁阀21安装在即热管进水管20与 即热管13的连接处， 热水出电磁阀27安装在即热管13和进储水装置进水管24的连接处； 所述单片机的相应输入端连接温度传感器18、 液位传感器19、 液位限位开关36输出端， 其相应输出端经功率放大器接进水电磁阀21、 出水电磁阀27和即热管13的控制端。 所述单 说 明 书 。

25、3/5 页 6 CN 105919430 A 6 片机根据预设的高峰供电时间段和低谷供电时间段， 控制热水出电磁阀27的状态， 在高峰 供电时间段， 打开进水电磁阀21， 关闭热水出电磁阀27， 启用高峰加热通路， 在低谷供电时 间段， 打开热水出电磁阀27， 启用低谷加热通路， 检测出水装置是否达到预设的液位， 如果 已经达到， 关闭进水电磁阀21和出水电磁阀27， 否则打开进水电磁阀21和出水电磁阀27， 直 至单片机检测到水量达到预设值。 0017 使用时首先设定饮水机低谷工作时间段、 谷电时间段的储水量、 以及加热温度。 然 后饮水机进入工作状态， 根据时间段饮水机会自动控制加热状态，。

26、 如果在低谷电时间段内， 饮水机加热储水， 直至储水装置储满水， 饮水机停止加热； 如果不在低谷点时间段内， 饮水 机会根据储水装置内的水量决定是否加热， 当储水装置内的水量达到设定的液位时， 饮水 机停止加热进入待机状态， 关闭出水电磁阀27， 否则继续加热储水。 0018 所述智能节电储水式饮水机还包括固定式即热管安装阀38； 机身1背板上设有即 热管安装柜14； 固定式即热管安装阀38和即热管安装阀25均为三通， 分别固定在即热管安 装柜14的底面和顶面； 所述即热管13为可拆卸即热管， 安装在即热管安装柜14中； 所述即热 管13两端分别连接固定式即热管安装阀38和即热管安装阀25的相。

27、应端口； 所述即热管安装 柜14上方设有快换即热管滑槽10； 螺柱11、 螺母12是和即热管25安装阀连接在一起的， 拧 开12-螺母滑动25-即热管安装阀， 即可更换。 0019 所述饮水机的即热管13可以替换为电子制冷替换即热管13或电子制冷与即热管 13集成器件。 0020 所述通气孔正向复位式清洁帽机构包括安装在聪明座15上的正向复位式洁净帽 28和正向复位弹簧29； 所述复位式清洁帽机构包括安装在储水装置33上的反向复位式洁净 帽35和反向复位弹簧34。 0021 所述智能节电储水式饮水机还包括触摸屏7， 所述触摸屏7安装在机身1的前面板 上部， 与单片机经功率放大器和变压电路双向连。

28、接， 用于显示所述储水装置33中水量和水 温， 设置饮水机工作时间。 0022 所述智能节电储水式饮水机还包括Internet网络接口设备， 与移动设备通过移动 互联网连接。 0023 所述Internet网络接口设备为DTE DCE接口设备或网络控制器或NIC以太网卡或 支持Internet网络接入的的新型嵌入式微处理器。 0024 本实施例中采用mware公司的EMIT嵌入式微型Internet网互连技术， 它能将8位或 16位单片机等嵌入式设备接入 Internet网的技术， 实现基于Internet的远程数据采集、 智 能控制、 上传、 下载等功能。 手机联网后， 通过IP地址寻找该设。

29、备， 并进行控制和数据传输。 0025 本发明以单片机作为逻辑运算控制和手机通信控制的核心， 单片机、 功率放大器、 通信模块集成一体； 触摸式液晶显示屏作为信息输入、 饮水机状况输出显示、 以及根据医学 的饮水规律时间表的显示装置。 采用模块化柔性设计， 控制系统可根据用户需求， 自行扩 展， 并且程序可更换， 实现不要换硬件， 只需修改程序软件就能实现不同用户的要求通过显 示屏实时显示饮水机工作状况， 并且通过单片机通信模块， 手机也可控制接受饮水机工作 状况。 它可以针对不同的人群提供不同的饮水提醒， 比如对有色斑人群， 早晨一杯凉白开水 可治疗色斑； 开启提醒时间， 对减肥的人群， 餐。

30、后半小时喝一些水， 可以用来减肥。 手机联网 后可将看到用水小知识： 大口地喝水可以缓解便秘； 睡前一杯水对心脏有好处； 恶心的时候 说 明 书 4/5 页 7 CN 105919430 A 7 可以用盐水催吐。 0026 实施例2： 一种用于实施例1所述饮水机的控制方法， 其特征在于： 包括以下具体步骤： 步骤1： 设置高峰供电时间段和低谷供电时间段和医学健康饮水类别， 医学健康饮水类 别包括减肥、 疲劳； 步骤2： 判断当前时间是否处于高峰供电时间段， 如果是， 转向步骤3， 否则转向步骤4； 步骤3： 打开进水电磁阀21， 关闭出水电磁阀27， 处于高峰饮水模式； 转向步骤6； 步骤4：。

31、 打开进水电磁阀21， 打开出水电磁阀27， 控制即热管13工作， 直至达到预设温 度； 步骤5： 检测检测储水装置33的水量是否达到预设的液位， 如果是， 切断加热电源， 停止 工作， 处于保温状态。 否则转到步骤4。 0027 步骤6： 判断是否到达所设置的医学健康饮水类别对应的饮水时间， 如果是， 转向 步骤7； 否则转向步骤2； 步骤7： 对用户进行用水提醒； 转向步骤2。 说 明 书 5/5 页 8 CN 105919430 A 8 图 1 说 明 书 附 图 1/6 页 9 CN 105919430 A 9 图 2 说 明 书 附 图 2/6 页 10 CN 105919430 A 10 图 3 说 明 书 附 图 3/6 页 11 CN 105919430 A 11 图 4 图 5 说 明 书 附 图 4/6 页 12 CN 105919430 A 12 图 6 说 明 书 附 图 5/6 页 13 CN 105919430 A 13 图 7 图 8 说 明 书 附 图 6/6 页 14 CN 105919430 A 14 。