制冷装置和具有其的饮水机的制作方法

1.本发明涉及电器制造技术领域，具体而言，涉及一种制冷装置和具有所述制冷装置的饮水机。


背景技术：

2.相关技术中的饮水机，其制冷装置通过温度传感器控制启停制冰程序，但温度传感器无法准确检测蒸发器处的温度，导致制冰量过度甚至发生冰堵现象。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种制冷装置，该制冷装置具有制冰量稳定可靠等优点。
4.本发明还提出一种具有所述制冷装置的饮水机。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种制冷装置，所述制冷装置包括：冷罐；制冷系统，所述制冷系统包括设于所述冷罐上的蒸发器，所述蒸发器用于对所述冷罐内的水进行制冷；温度传感器，所述制冷系统根据所述温度传感器的感温温度来确定是否启停制冰程序，所述温度传感器设在所述冷罐内且在上下方向上位于所述蒸发器的上端和下端之间。
6.根据本发明实施例的制冷装置，具有制冰量稳定可靠等优点。
7.另外，根据本发明上述实施例的制冷装置还可以具有如下附加的技术特征：
8.根据本发明的一个实施例，在上下方向上所述温度传感器与所述蒸发器在上下方向上中心处的距离小于等于所述蒸发器在上下方向上尺寸的40％。
9.根据本发明的一个实施例，所述温度传感器设在所述冷罐内且沿竖直方向延伸。
10.根据本发明的一个实施例，所述冷罐的底壁设有向所述冷罐内延伸的定位管，所述定位管的下表面敞开且与所述冷罐的下表面连通以在所述冷罐的下表面外表面形成定位槽，所述温度传感器配合在所述定位槽内。
11.根据本发明的一个实施例，所述定位管的下端设有封堵件，所述封堵件伸入所述定位槽且所述温度传感器支撑在所述封堵件上。
12.根据本发明的一个实施例，所述定位管的上端高于所述蒸发器的在上下方向的中心处，在上下方向上所述定位管的上端与所述蒸发器在上下方向上的中心处之间的距离为所述蒸发器在上下方向上尺寸的10％-15％。
13.根据本发明的一个实施例，所述温度传感器与所述蒸发器间隔设置。
14.根据本发明的一个实施例，所述温度传感器与所述蒸发器之间的最小距离为5-25毫米。
15.根据本发明的一个实施例，所述蒸发器设在所述冷罐的外周面上。
16.根据本发明的一个实施例，所述制冷系统的制冰周期包括结冰阶段和化冰阶段，所述温度传感器正常工作的情况且累计时长d实际小于预设时长d预设时，所述制冷系统进
入结冰阶段，所述制冷系统的控制器根据所述温度传感器获取的温度值，来控制是否启停制冰程序，并将所述蒸发器周围的温度t控制在t1-t2之间，其中，t1≤0，t2＞0；在累计时长d实际大于预设时长d预设时，所述制冷系统进入化冰阶段，在所述蒸发器周围的温度t为t3时，启动制冰程序，且计时器清零，重新计时，其中，t3大于t2。
17.根据本发明的一个实施例，t1在1℃-2℃之间，t2为-4℃至-2℃之间，t3在3℃-6℃之间，d为100小时-200小时。
18.根据本发明的一个实施例，所述制冷系统的制冰周期包括结冰阶段和化冰阶段，所述温度传感器非正常工作的情况且累计时长d实际小于预设时长d预设时，所述制冷系统进入结冰阶段，所述制冷系统运行制冰时间为t1，停止制冰时间为t2，其中，t2大于t1；在累计时长d实际大于预设时长d预设时，所述制冷系统进入化冰阶段，所述制冷系统运行制冰时间为t3，停止制冰时间为t4，其中，t4大于t3，上述步骤运行多次，计时器清零，重新计时。
19.根据本发明的一个实施例，t1在10分钟-50分钟之间，t2在1.5小时-2.5小时之间，t3在8分钟-15分钟之间，t4在3.5小时-4小时之间。
20.根据本发明的第二方面的实施例提出一种饮水机，所述饮水机包括根据本发明的第一方面的实施例所述的制冷装置。
21.根据本发明实施例的饮水机，通过利用根据本发明的第一方面的实施例所述的制冷装置，具有制冰量稳定可靠等优点。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1是根据本发明实施例的制冷装置的结构示意图。
25.图2是根据本发明另一个实施例的制冷装置的结构示意图。
26.附图标记：制冷装置1、冷罐100、定位管110、定位槽111、封堵件120、过水口130、冷水出水口140、热水出水口150、蒸发器200、温度传感器300、三通管400、供水接头410、温水接头420、过水接头430、供水管500、温水出水管600、温水龙头610、水位传感器700、分水盘800。
具体实施方式
27.本技术是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：
28.相关技术中的饮水机，其温度传感器设在蒸发器的上方或下方，导致温度传感器对蒸发器温度的测量不够准确，容易导致制冰过量，甚至发生冰堵现象。
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时
针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.下面参考附图描述根据本发明实施例的制冷装置1。
33.如图1所示，根据本发明实施例的制冷装置1包括冷罐100、制冷系统和温度传感器300。
34.所述制冷系统包括设于冷罐100上的蒸发器200，蒸发器200用于对冷罐100内的水进行制冷。所述制冷系统根据温度传感器300的感温温度来确定是否启停制冰程序，温度传感器300设在冷罐100内且在上下方向上位于蒸发器200的上端和下端之间(上下方向如图中的箭头所示且仅为了便于表述，并非对于实际设置方向的限定)。
35.在制冷系统工作过程中，蒸发器200吸热，使得蒸发器200周围的水温逐渐降低，直至低于0℃以下，从而在蒸发器200附近或表面形成冰层，随着温度进一步降低，冰层厚度逐渐增加。可以理解的是，在蒸发器200设置在冷罐100外周壁时，冰层形成于冷罐100的内壁面。在蒸发器200内置于冷罐100内时，冰层形成于蒸发器200的表面。
36.由于蒸发器200为冷罐100制冷源，因此，通过温度传感器300来采集蒸发器200周围的温度，作为制冷系统是否启动制冰程序的温度点，更为客观和准确，更有利于控制冷罐100内水的结冰和化冰过程。
37.根据本发明实施例的制冷装置1，通过将温度传感器300设置在蒸发器200的上端和下端之间，相比相关技术中的饮水机，可以避免温度传感器300设置在蒸发器200上方或下方导致温度传感器300无法准确测得蒸发器200周围的温度，使温度传感器300能够更有效地感受冷罐100内结冰的过程，及时停止制冰的时机，避免制冰过度导致冰堵的情况发生，使制冰量更加准确可靠。
38.因此，根据本发明实施例的制冷装置1具有制冰量稳定可靠等优点。
39.下面参考附图描述根据本发明具体实施例的制冷装置1。
40.在本发明的一些具体实施例中，如图1所示，根据本发明实施例的制冷装置1包括冷罐100、制冷系统和温度传感器300。
41.可选地，如图1所示，在上下方向上温度传感器300与蒸发器200在上下方向上中心处的距离h1小于等于所述蒸发器在上下方向上尺寸h的40％。具体而言，在上下方向上温度传感器300与蒸发器200在上下方向上中心处的距离h1小于等于所述蒸发器在上下方向上尺寸h的30％。这样可以使温度传感器300更加邻近蒸发器200在上下方向的中心处，进一步便于温度传感器300感受蒸发器200处结冰的过程，进一步提高结冰停止的及时性，放置制冰过度。
42.具体地，如图1所示，温度传感器300设在冷罐100内且沿竖直方向延伸。这样可以使温度传感器300平行于蒸发器200的轴向，进一步便于温度传感器300感受结冰过程。
43.更为具体地，如图1所示，冷罐100的底壁设有向冷罐100内延伸的定位管110，定位管110的下表面敞开且与冷罐100的下表面连通以在冷罐100的下表面外表面形成定位槽111，温度传感器300配合在定位槽111内。这样可以便于温度传感器300的安装和定位，便于将温度传感器300邻近蒸发器200在上下方向的中心设置。
44.进一步地，如图1所示，定位管110的下端设有封堵件120，封堵件120伸入定位槽111且温度传感器300支撑在封堵件120上。这样可以利用封堵件120对温度传感器300进一步进行定位，可以便于使温度传感器300邻近蒸发器200在上下方向的中心处，从而便于温度传感器300感受结冰过程。
45.有利地，如图1所示，定位管110的上端高于蒸发器200的在上下方向的中心处，在上下方向上定位管110的上端与蒸发器200在上下方向上的中心处之间的距离h2为蒸发器200在上下方向上尺寸h的10％-15％。这样可以便于定位管110限定温度传感器300的最大高度，避免温度传感器300位置过高而影响对结冰过程检测的准确性。
46.图1示出了根据本发明一个具体示例的制冷装置1。如图1所示，温度传感器300与蒸发器200间隔设置。具体而言，温度传感器300可以平行于蒸发器200的轴向，或平行于蒸发器200的径向(蒸发器200的轴向和径向是指蒸发器200整体的轴向和径向，并非蒸发器200管件的轴向和径向)。冰层沿水平方向(如图1中的圆柱形冷罐100的径向方向)或上下方向增长时，温度传感器300可以感受到冰层厚度的变化，在冰层越接近温度传感器300时，温度传感器300所感知的感温温度越低，反之，在冰层越远离温度传感器300时，温度传感器300所感知的温度越高。当然，在温度传感器300表面已经覆盖冰层时，温度传感器300的感温温度继续走低，等于或低于零摄氏度以下，即温度传感器300所感知的温度均与冰层厚度相关，从而使得制冷系统更加精准地控制冷罐100内水的结冰和化冰过程。
47.举例而言，在制冷系统刚开始启动时，温度传感器300的感温温度最高，随着蒸发器200表面开始结冰，温度传感器300的感温温度慢慢降低，当温度传感器300的感温温度达到最低预设值时，可以停止制冷，随着冰层的熔化，温度传感器300的感温温度又逐渐上升，当温度传感器300的感温温度达到最高预设值时，又可以再次启动制冷，从而使得冷罐100内的冰层在结冰和融冰之间反复进行，一方面可以获得冰水，另一方面又避免产生过量冰块，防止冰堵现象的发生。
48.简言之，根据本发明实施例的制冷装置1，通过温度传感器300与蒸发器200的表面间隔，温度传感器300可以更加精准地感知蒸发器200周围的温度变化，制冷系统可以根据温度传感器300感知的温度来确定是否启动或关闭制冰程序，从而使得制冷系统更加精准地控制冷罐100内水的结冰和化冰过程。
49.具体地，如图1所示，温度传感器300与蒸发器200之间的最小距离d为5-25毫米。这样可以便于温度传感器300感受结冰过程。
50.更为具体地，如图1所示，蒸发器200设在冷罐100的外周面上。蒸发器200可以为管式蒸发器或板式蒸发器，管式蒸发器可以为围设在冷罐100外周壁一圈或多圈，板式蒸发器可以套设在冷罐100外周，这样，相比于内置蒸发器而言，节省了冷罐100内的空间，能够储存更多的冰或水，且在冷罐100外部设置蒸发器200，更加便于制冷系统的后期维修和更换。
为了提高温度传感器300的感温效果，温度传感器300置于冷罐内且沿竖直方向延伸，这样，制冷时，冷量由外向内渗透，冰层可以沿着横向方向(如图1中的径向方向)向内增长，化冰时，冰层由内向外逐渐消融。
51.在本发明的另一个具体实施例中，如图2所示，蒸发器200也可以设置在冷罐100内。具体而言，蒸发器50呈螺旋状盘绕在冷罐100内。这样可以使蒸发器200直接与水接触，提高蒸发器200的换热效率。
52.图1示出了根据本发明一个具体示例的制冷装置1。如图1所示，制冷装置1还包括三通管400。
53.冷罐100设有过水口130、冷水出水口140和热水出水口150。三通管400分别与过水口130、供水管500和温水出水管600，供水管500与水源连通。
54.本领域的技术人员可以理解的是，温水出水管600的末端可以连接温水龙头610，用于用户接取温水。冷水出水口140和热水出水口150可以分别用于用户接取冷水和热水。“冷水”、“温水”和“热水”是相对而言，并非对于温度实际数值的限定。
55.相关技术中的饮水机，通过冷罐100进行储水，冷罐100上部存储来自水源的温水，冷罐100下部利用蒸发器制冷以制备冷水，虽然设置有分水盘，但冷罐100上部的水依然容易受到蒸发器200和下部冷水的温度影响，导致冷罐100上部的水温度较低，低于常温，导致用户接取的温水的温度较低，无法接取常温水，影响用户使用时的舒适性。
56.通过利用三通管400将过水口130、供水管500和温水出水管600连通。在用户接取温水时，冷罐100上部的水通过过水口130进入三通管400与通过供水管500进入三通管400的水源水进行混合，使冷罐100中温度较低的水与水源处的常温水进行混合，提高温水出水管600的出水温度，避免出水温度过低影响用户接取温水，提高用户使用时的舒适性。
57.具体地，如图1所示，三通管400包括供水接头410、温水接头420和过水接头430，供水接头410与供水管500相连，温水接头420与温水出水管600相连，过水接头430与过水口130相连，供水接头410与温水接头420相对设置。这样可以使供水管500处的水更容易进入温水出水管600，提高温水出水管600出水中常温水的比例，进一步提高出水温度，避免出水温度过低，保证出水流量。
58.有利地，如图1所示，供水接头410与温水接头420的中心轴线重合。这样可以进一步使供水管500处的水更容易进入温水出水管600，进一步提高温水出水管600出水中常温水的比例，进一步提高出水温度，保证出水流量。
59.本领域的技术人员可以理解的是，如图2所示，供水接头410与温水接头420的中心轴线也可以呈预定角度，可选地，所述预定角度为0-60度，优选45度。这样可以避免出水压力过大而影响使用寿命。
60.更为有利地，如图1所示，温水接头420的内径φ3大于供水接头410的内径φ2，供水接头410的内径φ2大于供水管500的内径φ1。这样可以通过内径的逐级变化降低进水时的动压对出水的影响。
61.可选地，如图1所示，温水接头420的内径φ3为10-14毫米，供水接头410的内径φ2为4-8毫米，供水管500的内径φ1为3-5毫米。具体而言，温水接头420的内径φ3为12毫米，供水接头410的内径φ2为6毫米，供水管500的内径φ1为4毫米。这样可以进一步降低进水时的动压对出水的影响。
62.图1示出了根据本发明一个具体示例的制冷装置1还包括水位传感器700和水泵，所述水泵连接在供水管500上，水位传感器700用于检测冷罐100内的水位且与所述水泵通讯，水位传感器700检测到定位管110内的水位低于预定水位时控制所述水泵运行。
63.具体地，如图1所示，水位传感器700为浮子液位计且设在冷罐100的顶壁上。
64.具体而言，当冷水出水口140或热水出水口150出水时，水位传感器700的浮子下沉，供水水泵启动，供水管500开始进水。水沿过水口130进入冷罐100内，推高冷罐100内水位，水位传感器700感应到水位到达设置位置，进水停止。当温水出水时，水位传感器700的浮子下沉，供水水泵启动，供水管500开始进水。供水管500的进水和冷罐100从过水口130排出的水在三通管400内混合并一起从温水龙头610出水，出水温度为水源和冷罐100内水的混合温度。在室温条件下，出水温度远高于冷罐100内的水温，从而满足用户对常温水的需求。
65.图1示出了根据本发明一个具体示例的制冷装置1。如图1所示，制冷装置1还包括分水盘800，分水盘800设在冷罐100内，分水盘800的外边沿的下表面高于蒸发器200，分水盘800的外边沿的下表面与蒸发器200上端的距离大于等于8毫米。
66.相关技术中的饮水机，其冷罐内设有分水盘以降低下部冷水对上部温水的温度影响，但随着下部冷水结冰，分水盘与冷罐之间的间隙容易被冰层堵塞，导致冷罐下部无法正常进水。
67.通过使分水盘800的外边沿的下表面与蒸发器200上端的距离大于等于8毫米。可以使分水盘800的外边沿与蒸发器200上端之间具有足够的距离，使蒸发器200处结冰时分水盘800依然能够与冰层保持足够的距离，从而保证冷罐100下部正常进水。
68.具体地，如图1所示，分水盘800的外边沿的下表面与蒸发器200上端的距离大于等于10毫米。这样可以进一步保证分水盘800与蒸发器200之间的距离，避免冰堵。
69.发明人在实践中发现，结冰厚度越厚，制冷系统制冷的时间越长，停机融冰的时间也越长，反之，结冰厚度越薄，制冷系统制冷的时间越短，停机融冰的时间也越短。在综合考虑，冷罐100内冰量需求且避免冰堵问题，温度传感器300与蒸发器200间隔预定距离为d，其中，冷罐100的内径或宽度大于d，从而可以保持冷罐100内具有足够的冰量，又可以形成至少一条水流通道，方便对外供应冷水，避免冰层封堵排水通道。也就是，无论预定距离如何设定必须不影响水流的正常流动，可选地，冰层在水平方向的投影与排水通道在水平方向的投影错开设置，这样，即使冰层厚度达到最大值(即预定距离d)，也可以预留出足够多的空间，供水路流动。
70.可选地，d的数值范围优选在5毫米-25毫米之间。举例而言，d可以为5毫米、6毫米、7毫米、10毫米、15毫米、20毫米和25毫米。
71.下面描述根据本发明一些实施例的制冷装置1的制冷系统的控制方法：
72.所述制冷系统的制冰周期包括结冰阶段和化冰阶段，所述温度传感器正常工作的情况且累计时长d实际小于预设时长d预设时，所述制冷系统进入结冰阶段，所述制冷系统的控制器根据所述温度传感器获取的温度值，来控制是否启停制冰程序，并将所述蒸发器周围的温度t控制在t1-t2之间，其中，t1≤0，t2＞0。
73.具体地，在温度传感器的感温温度高于预设温度t2时，制冷系统启动制冰程序。在温度传感器的感温温度低于预设最低温度阈值t1时，制冷系统停止制冰，所述温度传感器
的感温温度在t2-t1之间时，制冷系统保持当前工作状态，上述步骤循环运行多次。即在结冰阶段，制冰动作间断进行，制冷系统在制冰一段时间之后，需要停止制冰，避免冷罐内温度低于最低温度阈值，如果保证冷罐内始终储存有冰，又不至于出现冰堵问题。
74.发明人进一步发现，虽然结冰阶段，在制冷系统停止制冰时，会融化一些冰，然而当制冷系统累计使用时长超过预设时长时，冷罐内的化冰速度小于结冰速度，从而可能导致冷罐内出现冰堵现象。在累计时长d实际大于预设时长d预设时，所述制冷系统进入化冰阶段，在所述蒸发器周围的温度t为t3时，启动制冰程序，且计时器清零，重新计时，其中，t3大于t2。
75.相比于结冰阶段而言，化冰阶段启动制冷的最高温度阈值更高，换言之，延长了化冰的时间，避免了冰量过渡积存，使得冷罐内的冰彻底融化，从而防止冷罐使用过程中，出现冰堵问题。
76.在一些可选实施例中，t1在1℃-2℃之间，t2为-4℃至-2℃之间，t3在3℃-6℃之间，d为100℃-200℃。举例而言，t1为2℃、t2为-2℃、t3为5℃，d为168小时，这样，在制冷系统的结冰阶段，累计工作时长d实际小于预计工作时长168小时，冷罐内的温度控制在-2℃与2℃之间，即停止制冰的最低温度阈值为-2℃，启动制冷的最高温度阈值为2℃。累计工作时长d实际大于预计工作时长168小时，启动制冷系统的化冰阶段，冷罐内的温度控制在-2℃与5℃之间，即停止制冰的最低温度阈值为-2℃，启动制冷的最高温度阈值为5℃。即结冰阶段的最高温度阈值与化冰阶段的最高温度阈值的温度差为3℃，如此，可以延长化冰的时间，避免了冰量过渡积存的温度，从而防止冷罐使用过程中，出现冰堵问题。
77.在该制冷装置工作的过程之中，可能会遇到诸如温度传感器感应不灵敏、温度传感器由于竖直放置脱落、冰堵等问题导致温度传感器不能正常工作，可能会导致整个制冷装置处于异常工作状态导致多余的能耗甚至危险情况的发生，为解决此问题，设置了如下的制冷系统的特殊程序来保证冰水混冷机的正常运行。
78.当温度传感器300非正常工作时，制冷系统的制冰周期包括结冰阶段和化冰阶段，所述温度传感器非正常工作的情况且累计时长d实际小于预设时长d预设时，所述制冷系统进入结冰阶段，包括如下步骤，所述制冷系统运行制冰时间为t1，停止制冰时间为t2，其中，t2大于t1；在累计时长d实际大于预设时长d预设时，所述制冷系统进入化冰阶段，所述制冷系统运行制冰时间为t3，停止制冰时间为t4，其中，t4大于t3，上述步骤运行多次，计时器清零，重新计时。
79.在一些可选实施例中，t1在10分钟-50分钟之间，t2在1.5小时-2.5小时之间，t3在8分钟-15分钟之间，t4在3.5小时-4小时之间。举例而言，t1在30分钟，t2在2小时，t3在10分钟，t4在3小时。
80.因此，本发明所提出的制冷装置实现了用温度传感器获取到更准确的温度信息，用来控制制冷系统是否进行制冰动作，且能维持冷罐内部长时间保持低温状态，内部储存的冰量能在合适的范围，不会过多或者过少，还能够一定程度上避免冰堵等制冷装置容易遇到的异常情况。
81.下面描述根据本发明实施例的饮水机。根据本发明实施例的饮水机包括根据本发明上述实施例的制冷装置1。
82.根据本发明实施例的饮水机，通过利用根据本发明上述实施例的制冷装置1，具有
制冰量稳定可靠等优点。
83.根据本发明实施例的饮水机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
84.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
85.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。