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1、液控节电多功能饮水机设计说明书设计者：邢敏剑 周紫君 张洪督 徐 刚指导教师：朱瑞上海电力学院能环学院动力系机械设计专业 上海 杨浦 200090作品内容简介通过实验与反复测试设计了一台新型液控节电多功能饮水机。该饮水机除具有常见饮水机功能之外，还具有饮水方便，清洁卫生、操作容易、低噪音、安全可靠、耐用省电、经济实惠、饮水机采用流线型设计，线条清晰流畅，造型新颖时尚，以及节水、节电等功能。该饮水机主要有以下特点：采用计时器开关与普通循环烧水开关相结合的方式控制烧水，可根据实际所需选择烧水时间。利用液位传感器控制电磁阀开闭的方法调节内胆中水的容量，可根据实际所需选择烧水的容量，从而达到节省电能以
2、及减少烧水时间的优点。在接水处设置一个总开关，控制整个系统的电源，有效防止冷热水的混合，提高了热水的利用率和保温效率。 联系人：邢敏剑 邮箱：1研制背景以及意义1）传统饮水机采用一个开关控制烧水，需要人为控制开合，开启后一旦忘记关闭则整天都处于循环烧水状态，浪费电能。新型饮水机采用定时器开关和普通循环烧水开关结合的方式，由实际所需选择不同开关，从而达到减少电能浪费的优点。2）传统饮水机热水胆容量大小无法改变，如只需饮用少量热水时，也必须按照其内胆容积大小烧水，剩余的热水残留于内胆中，等待下次继续加热，这样造成残余水多次循环加热后而产生对人体有毒有害的物质。新型饮水机采用液位控制器调节不同的烧水
3、容量，喝多少就加热多少水，可以减少水的反复加热问题，减少有毒物质的产生，节约电能。3）传统饮水机内胆直接与水箱相连，接热水后冷水直接注入热水胆内，冷热水混合，减少了热水的利用率。新型饮水机在接水处设一总开关，接完水后电磁阀处于关闭状态，冷水不注入内胆内，提高热水的利用率，减少水的加热次数，达到节约电能的效果。4）传统饮水机在加热结束后没有信号提醒饮用者可以用水，往往在反复循环烧水多次后饮用者才意识到可以喝水，从而造成电能浪费。新型饮水机增加音乐告知器，当加热结束后，系统发出音乐提示使用者及时接水，防止水的反复加热，减少电能的浪费以及保证水质的安全无毒。2设计方案饮水机使用时，按下加热开关，电源
4、为“加热”指示灯提供电源，作通电指示。同时，电源分成两路：一路构成加热回路，使电热管通电加热升温；另一路为“加热”指示灯提供电压作加热指示。当热罐内的水被加热到设定的温度时，温控器触点断开，切断加热及加热指示回路电源，“加热”指示灯熄灭，保温指示灯开启，电热管停止加热，同时水开音乐警报器开启，发出提示音乐。当水温下降到设定温度以下时，温控器触点接通电源回路，电热管重新1发热，如此周而复始地使水温保持在85-95之间。饮水机装置采用三个开关形式控制整体加热回路。一个是采用计时器开关：当旋动计时器开关，选择所需时间后，电磁阀通电开启，开始往内胆内注入冷水，电源接通红灯亮，电热管发热，饮水机开始对水
5、进行加热，热水胆的水升温，升至95度时，温控器触点断开，自动切断电源，电热管停止发热，指示灯颜色由红色跳为绿色，此时音乐告知器响起，饮水机只在计时器所调节的时间内进行加热工作，时间到点后，计时器停止工作，切断电源，系统停止工作。计时器开关选择的加热时间从五分钟到一个小时不等。另一个是普通饮水机开关：可以进行多次循环烧水。当按下加热开关时，电磁阀通电开启，开始往内胆内注入冷水，电源接通红灯亮，电热管发热，热水胆的水升温，升至95度时，温控器触点断开，自动切断电源，停止发热。当水温下降到85度时，又自动接通电源，电热管发热，使水温保持在85-95度之间。音乐告知器每次鸣叫3声，然后自动关闭，不会因
6、不断的响声而吵到用户。第三个是接水开关，即电路总开关，接水的时候开关断开，防止电热管继续加热产生空烧情况，同时也防止冷水注入内胆产生冷热水混合，按下热水阀即可供热水，接水完毕开关闭合。3工作原理及性能分析饮水机的工作主要分两个部分，一是加热电路部分，二是水路部分。加热电路的工作由电热管、温控器、三个开关、以及电源组成。当向热水胆内注水结束后，加热电路导通，电热管发热，冷水逐渐升温，水烧至额定温度95 C，温控器触点断开，电热管停止工作。如果时间过长没有接水，热水温度逐渐下降，降至85C时，温控器触点再次闭合，电路导通，水重新加热至95C，如此往复循环。水路部分，电磁阀控制进水口的进水，冷热出水
7、口控制出水问题。水位控制器控制电磁阀的关闭和开启。当热胆内水位低于所调定的水位时，电磁阀导通，进水口进水；当热胆内到达指定水位时，电磁阀关闭，进水口不再进水。该饮水机工作性能稳定。使用过程中内部电路正常。不会发生长时间干烧、漏水、短路、浪费电能等问题，具有安全节能可靠的特点。图1 多功能饮水机电路原理4创新点及应用1）增加计时器。新型饮水机采用计时器开关和普通循环烧水开关结合的方式。可根据实际所需情况来调节烧水时间，当选择计时器控制烧水时间时，饮水机将会在规定时间内加热，烧水时间到点后计时器将自动关闭电源，防止电能浪费；当选择普通开关烧水时，饮水机将处于循环烧水状态。这样可有效的控制烧水时间，
8、达到节约电能的目的。2）采用液位控制器。新型饮水机可根据实际所需调节内胆中水的容量，利用液位传感器控制电磁阀的开闭，从而控制内胆中水的容量，需要饮用多少水加热多少水，这样避免了残余水的反复加热问题，具有节约电能以及减少烧水时间的优点。3）增设总开关。新型饮水机在接水处设一总开关，接完水后电磁阀处于关闭状态，冷水不注入内胆内，加热丝不加热,等接完之后,开关闭合,电路导通,机器开始工作.这样可以提高热水的利用率，减少水的加热次数，达到节约电能的效果。4）增加音乐告知器。新型饮水机增加音乐告知器，当加热结束后，系统发出音乐提示使用者及时接水，防止水的反复加热，减少电能的浪费以及保证水质的安全无毒。从
9、整体市场走势来看，中国饮水机市场销量呈逐年递增趋势。2008年，中国饮水机市场容量突破3300万台，产业规模达到1500亿。与2007年相比，2008年饮水机零售量增长了33%，零售额增长了51%。饮水机的需求量仍然很大。目前市场上的传统饮水机功能较为单调，且通常具有千滚水，耗电量大等缺点。此新型饮水机改进了传统饮水机的缺点，具有如下优点：饮水方便，清洁卫生、操作容易、饮水时尚、低噪音、安全可靠、耐用省电、经济实惠、价廉物美、饮水机采用流线型设计，线条清晰流畅，造型新颖时尚。选择外形美观，有时代感的产品，体现出个人的审美情趣。因此该饮水机在市场上必将广受消费者的欢迎。图2 多功能饮水机实物 图3 多功能饮水机实物 图4 多功能饮水机实物 图5多功能饮水机实物 参考文献1 熊诗波，黄长艺机械工程测试技术基础第3版机械工业出版社，2006：3173232 濮良贵，纪名刚 机械设计. 第八版. 机械工业出版社，2005：1051203 杨世铭传热学基础第2版高等教育出版社，2005：65804
