饮水机概述及选购之内胆技术详解

饮水机是方便饮水的机器，它有多种类型，如喷嘴式饮水机、按压式饮水机等，如图2-41所示。

图2-41 饮水机

饮水机不但能够加热饮用水，还可以对饮用水进行制冷。下面将讲述饮水机是如何实现加热、制冷工作的。

1.饮水机供水工作原理

当桶装水倒置在饮水机上时，由聪明座将桶装水内的水引入接水桶，再通过接水桶底部的两个接口，分别送入加热罐和制冷胆内。当水源进入加热罐或制冷胆内以后，打开饮水机的加热开关或制冷开关，使其相应的元器件进行工作，从而使饮用水加热或制冷。水在加热过程中会产生蒸汽，水蒸气通过换气管送到接水桶内的换气口，将蒸汽排出，以确保加热罐不会膨胀。当需要饮水机内加热或制冷好的饮用水时，可以通过水龙头接水。如果是温热饮水机，其工作原理基本相似，只是没有制冷胆，并且其中一个水龙头通过水管直接与接水桶底部的接口相连，如图2-42为冷热饮水机供水结构工作原理图。

图2-42 冷热饮水机供水结构原理图

2.加热控制电路工作原理

图2-43为冷热饮水机电路原理图。从图中可以看出，电路主要分为两部分：一部分是加热控制电路，专门给饮水机加热罐提供电源；另一部分为制冷控制电路（由电源供电电路、开关振荡控制电路、半导体制冷器控制电路和制冷显示电路组成），专门控制饮水机制冷胆进行制冷工作。

饮水机选购之内胆。合格饮水机的内胆应由食品级不锈钢制成，是由铁铬合金再掺入一些微量元素制成的，材料中的铬可以使产品达到不生锈，而镍含量越高，耐腐蚀性越好。但由于镍、铬等重金属对人体有害，国家对其溶出量有卫生标准。而有些饮水机品牌为了节省成本采用不锈铁作为内胆材料，不锈铁也含铬，其制品虽具有一定的耐腐蚀性，但不够稳定，其耐腐蚀性无法和不锈钢媲美。不锈铁或者非食品级不锈钢来代替食品级不锈钢制作内胆，其溶出量经常超过国家卫生标准，就容易导致重金属超标。所以消费者在购买饮水机的时候，一定要问清楚其采用的是否是食品级不锈钢内胆。

加热控制电路是由交流220V电源的L（相线）端经熔断器FU1、加热开关S2、温控器（加热）ST1加到加热器EH的一端，另一端连接温控器（保护）ST2，与交流电源的N（零线）端形成回路，使加热器两端加有交流电流，开始加热。当饮用水加热到水开以后，温控器ST1的触点断开，而当水温下降到设定温度（89℃）时，温控器ST1的触点会接通电源回路，使加热器EH重新工作。如此周而复始地使水温保持在85～95℃之间。

图2-43 冷热饮水机电路原理图

如果当饮用水加热好以后，温控器（加热）ST1的触点没能断开，水温到达97℃时，温控器（保护）ST2的触点就会断开，起到保护作用。

图2-44为安吉尔冷热饮水机加热罐上的温控器（加热）ST1和温控器（保护）ST2。其中，温控器（保护）ST2属于复位型温控器，其触点断开以后不能自动复位，需要按动复位按钮才能再次接通，是非常安全的一种热保护装置。当前面的温控器都失去作用时，随着温度的升高（139℃左右），熔断器FU1会被熔断，使饮水机断电。由此可见，饮水机加热电路有双重保护功能，有着足够的安全措施。

图2-44 温控器（加热）ST1和温控器（保护）ST2

加热温控灯是用来显示加热罐工作状态的，当交流电通过加热开关S2 以后，温控器（加热）ST1处于接通状态时，加热罐开始加热，电流经过LED3、VD20、R43，点亮加热灯；当加热到一定温度以后，温控器（加热）ST1处于断开状态，加热罐停止加热，处于保温状态，电流经过R42、VD19、LED2，点亮保温灯，加热灯熄灭。

3.制冷控制电路工作原理

从图2-43中可以看出，制冷控制电路是由电源供电电路、开关振荡控制电路、半导体制冷器控制电路及制冷显示电路组成的。

1）电源供电电路。交流220V电源经滤波和整流后，形成+300V直流电压为振荡电路供电，振荡电路在控制电路的作用下形成振荡信号经变压器和整流电路再变成直流电压为半导体制冷器供电。半导体制冷器在直流电压的作用下进行制冷工作。

饮水机的二次污染：(www.xing528.com)

饮水机是靠空气压力的原理进行工作的，因此，饮水机都不同程度地使用胶管、塑料管等化学成份的物质，加上空气质量越来越差，对管状物的氧化腐蚀严重，造成胶管、塑料管的老化，从而造成二次污染桶装水。

交流220V电源经熔断器FU1送入制冷开关S1，然后再经过熔断器 FU2为制冷电源电路供电。交流220V经电容C18、C19、C20滤波后，再经互感滤波器T1后加到桥式整流器上，整流输出+300V直流电压，为开关振荡晶体管VT6和VT7供电。晶体管VT6和VT7与变压器T2构成振荡电路，变压器T2的①、⑤脚的正反馈信号分别加到VT6和VT7的基极输入电路，从而维持电路的振荡状态，振荡电路的输出加到输出变压器T3 的④、⑤脚，经变压器耦合后由T3的①、③脚输出接全波整流电路，将交流振荡信号变成直流电压，加到半导体制冷器PN（6A）上。振荡电路的输出受振荡变压器T2的⑥～⑧脚绕组控制。

饮水机加热引起物质引出的二次污染：在饮水机加热的过程中，水中的矿物质或者杂质就会析出，在水斗或者热胆内聚集，聚集时间过长就会产生脱落从而造成二次污染。

2）开关振荡控制电路。开关振荡控制电路中的振荡和控制电路都集成在IC（TL494CN）之中。TL494CN是脉宽调制控制电路，其内部功能框图如图2-45所示。

图2-45 TL494CN内部功能框图

集成电路IC中设有振荡电路，①脚外接制冷电路供电取样电压，②脚外接基准电压。这两个信号经误差放大器放大后形成控制信号，(12)脚外接制冷温度传感器，用于检测制冷器的温度，(14)脚外接基准电压（由电阻分压电路提供），如果制冷器温度变化，会引起制冷温度传感器电阻值的变化，制冷温度传感器接在电路中会使(14)脚电压变化、温度变化，使IC内振荡信号的周期发生变化，从而引起IC的⑧、(11)脚输出脉宽信号的变化（脉冲宽度），经VT5、VT4控制振荡变压器的⑥～⑧脚，从而使振荡电路输出脉宽变化，经T3输出后，使供给半导体制冷器的直流电压变化，以此进行制冷控制，使制冷胆中的水保持设定的温度。

3）半导体制冷器控制电路。从图2-43中看到，半导体制冷器控制电路是由输出变压器T2、全波整流滤波电路VD1、VD4和L1、C10等部分构成的。输出变压器④、⑤脚所加的交流驱动信号由控制电路送来，变压器T3二次侧②脚接地，①、③脚分别接一只整流二极管VD1和VD4（双二极管组件），全波整流后，经L1、C10滤波形成直流电压加到半导体制冷器PN（6A）的两端。

与此同时，直流电压经限流电阻R26为风扇电动机供电，对半导体制冷器的散热片进行吹风散热。

4）制冷显示电路。制冷显示电路是显示制冷过程和保温过程的电路。当制冷供电电路为半导体制冷器PN供电并进行制冷时，半导体制冷器PN 上的电压较高。该电压经R23为制冷指示发光二极管（绿色）供电，使其发光。同时，经稳压二极管ZD2和电阻R22为晶体管VT3基极供电，VT3 导通，使保温指示二极管（橙色）的电压很低，不发光。当制冷到达制定温度后，停止制冷，半导体制冷器PN上的电压降低，加到VT3基极的电压降低，VT3截止，使保温指示二极管（橙色）的供电电压升高而发光，指示保温状态。

4.保鲜柜电路工作原理

如图2-46为保险柜中的臭氧发生器内部结构图。从图中可以找到电路中的相应元器件，如桥式整流电路VD4～VD7、晶闸管VT、变压器T及臭氧管O₃等。臭氧发生器的主要元器件是臭氧管O₃。它需要几千伏的高压脉冲（约为20kHz），为此需要使用高压变压器T。其供电电路如图2-47所示。

图2-46 臭氧发生器内部结构

图2-47 温热饮水机（带保鲜柜）电路原理图

饮水机“千滚水”之亚硝酸盐中毒：曾经有说法称，水由于反复煮沸而被称为“千滚水”，能够产生亚硝酸盐等致癌物质。长时间饮用这种水，水中的有害物质会干扰人的胃肠功能，出现暂时腹泻、腹胀。有毒的亚硝酸盐还会造成机体缺氧，严重者会昏迷惊厥，甚至死亡。

饮水机之防范“千滚水”的危害：“千滚水”的危害不是“千滚水”本身，而且“千滚水”形成过程中带来的“二次污染”，以及少量的矿物质流失。因此防止“千滚水”的方法也就较为简单。大家可以选择“无胆”饮水机，以及经常清洗消毒饮水机，不用时拔掉饮水机电源。

电路原理图由两部分组成：一部分是加热控制电路，与安吉尔冷热饮水机基本相似；另一部分为保鲜柜控制电路，给臭氧发生器提供工作电源，对保鲜柜内部的食物进行除臭，起到保鲜作用。

交流220V电源由L（相线）端经熔断器FU1、电源开关K1、门开关K2、定时器PT1为臭氧发生器电路供电。交流220V经R4、C1防冲击电路后，经由VD4～VD7二极管组成的桥式整流电路进行桥式整流，形成近300V的直流电压为振荡电路供电。振荡电路是由晶闸管VT1、电容器C2 和振荡用高压变压器T等部分构成的。开机时，桥式整流电路输出直流电压开始给电容C2充电，使C2上的电压升高；与此同时，R5和R6分压点（晶闸管VT1的触发端G）的电压也随之上升，当上升电压到达触发电压时，晶闸管VT1导通，电容器C2上的电荷被放掉，晶闸管VT1由A-K间电压的突然降低而截止。接着桥式整流电路又重新给C2充电，晶闸管VT1的G 端电压再次升高，使晶闸管VT1再次导通放电。不断地重复这个充、放电的过程，电路便振荡起来，于是高压变压器T的二次侧得到振荡高压为臭氧管O₃供电，臭氧管O₃工作产生臭氧为保鲜柜中的食物消毒。

保鲜指示灯是用来显示保鲜柜工作状态的。当电源开关K1、门开关K2 都处于闭合状态时，打开定时器PT1，设定保鲜时间，臭氧发生器开始工作时，保鲜指示灯LED3被点亮；当定时器PT1的时间到零时，或是在保鲜过程中门开关被打开时，保鲜电路就会被断开，臭氧发生器停止工作，保鲜灯也被熄灭。