浙江省高中生基本能力研究性学习成果展评课件-饮水机

节能型饮水机调查及研究制作人员及分工现有饮水机原理同类饮水机缺点本产品介绍普通饮水机缺点活动过程饮水机的用电量活动照片以一台普通的冷热两用饮水机来计算，一般每台每日耗电1.5度，每年耗能约548度。若以目前全国饮水机4000万台左右的保有量计算，仅此一项，每年的用电能耗就达120亿度，电费支出则高达58亿元。其实在每个教室里，饮水机每天真正使用的时间大约只有9小时，其他时间都是闲置待机时间，有近三分之二的电被白白浪费掉。实验表明，当饮水机将一桶水加热完毕后，让其处于24小时连续工作状态，其结果表明，功率为600W的冷热两用饮水机，耗电1.2至1.7度。而市场上的节能冰箱每天的耗能仅0.4至0.5度，饮水机的耗电量几乎是电冰箱的4倍。我国国民经济和社会发展第十一个五年规划提出，2010年单位国内生产总值能源消耗要比2005年降低20%左右。因而制造出新型节能饮水机志在必得。1桶水加热完毕后，让其处于保温－加热－保温这种连续的工作状态24小时，功率在600瓦的冷热两用饮水机耗电1.5~1.7度；单冷或单热的饮水机耗电量约为0.75度。据此，一般的600瓦饮水机耗电量比冰箱还大。饮水机节能的重要性与冰箱、空调机的节能差不多，应该受到人们的重视。无热胆饮水机的三大缺陷

前不久，一些企业宣称的热胆饮水机“全部有毒”的说法已经被中国家用电器协会严厉谴责。从国家监督管理角度看，饮水机具有成熟的安全性。消费者只要购买符合国家标准的饮水机和在正规渠道购买桶装水，是能够保证饮水安全的。同时，有关专家指出，其实无热胆热水器本身也存在三大缺陷。“想”喝热水不容易：按已知的实验数据，要在1-2秒内把水加热到90℃以上，发热管的功率需要在8000－10000W左右。无热胆即热型饮水机的功率最高为1800W，旋转定时按钮启动加热后至少要20秒才能出热水，并且出水量极少，约为每分钟250-300毫升。相对于普通饮水机每分钟最小也有1升的出水量，无热胆饮水机喝水很不方便，大部分消费者表示，不愿意拿个杯子守在饮水机前等上一两分钟，才能喝上一杯热水。水垢清洗不方便：普通饮水机的水垢粘附在热罐内壁，而无热胆型饮水机的水垢实际上是留在加热水管内，加热水管孔径很小，用过一段时间后，加热水管由于积垢管径变得更小，出水量开始衰减，热量传递效率变小，在传递过程中的热量消耗非常大，浪费了很多电能，同时，由于它无法通过温控器控制加热的时间，出水温度就会开始迅速降低。长此以往，水管通水量越来越小，而且有产生水管爆裂的可能。另外，无热胆饮水机由于设计上缺陷，很难进行清洗。存在烫伤隐患：无热胆饮水机在接水杯底部加装了发热管，当把接水杯取出，原本放置接水杯处的温度还非常高（达到120℃），而且根本没有保护措施，一不小心就会烫伤，这对老人和小孩非常危险。此外，饮水机加热时发热管的温度会达到二三百摄氏度，因此在目前的技术下，并没有能耐此高温的材料来包装发热管，尽管大多企业采取浇注铝的方式，但加热时温度仍极高。温热型饮水机温热型饮水机使用时，按下加热开关，电源为“保温”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，电热管停止加热。当水温下降到设定温度时，温控器触点接通电源回路，电热管重新发热，如此周而复始地使水温保持在85-95℃之间。温热饮水机电路中为双重保护元件，当饮水机超温或发生短路故障时，超温保险器自动熔或手动复位温控器自动断开加热回路电源，起到保护作用。超温保险器是一次性热保护元件，不可复位，等排除故障后按原型号规格更换新的超温保险器，再用手按手动复位温控器的复位按钮，触点闭合便可重新工作。

半导体直冷式冷热饮水机半导体直冷式冷热饮水机在使用时，直冷式冷热饮水机由水箱提供常温水，进水分两路：一路进入冷胆容器，经制冷出冷水；另一路进入热罐，经加热出热水。按下制冷开关后，交流电压经电源变压器降压、整流二极管作全波整流以及电容滤波后，输出直流电压供半导体致冷组件制冷和风机排风，同时，制冷指示灯点亮。由于直冷式冷热饮水机不设自动控温，因此开机后制冷指示灯常亮。按下加热开关，加热指示灯亮，电热管发热，热罐内的水升温。当水温知到设定温度时，温控器触点断开，自动切断加热电源，加热指示灯熄灭，电热管停止加热。当水温下降到设定温度时，温控器触点闭合，自动接通加热电源，加热指示灯亮，电热管发热。尔后重复上述过程，使水温在85-95℃之间保持恒温。压缩式制冷饮水机当按下压缩式制冷饮水机制冷开关，制冷绿色指示灯亮，压缩机启动运行，将蒸发器中已吸热气化的制冷剂蒸汽吸回，并随之压缩成高温、高压气体，送至冷凝器，经冷凝器向外界空气中散热冷凝成高压液体，再经毛细管节流降压流入蒸发器内，吸收冷胆热量而使水温下降，然后被压缩机吸回。如此循环，达到降温的目的。当水温随时间降到设定温度时，制冷温控器触点断开，制冷绿色指示灯熄灭，压缩机停转，转入保温工况。断电后水温逐渐回升，当升到设定温度时，制冷温控器触点动作闭合，接通电源绿色指示灯亮，压缩机运行。如此循环，将水温控制在4-12℃之间。按下制热开关，加热电路接通，红色加热指示灯点亮，电热管发热，当水温升到设定温度时，自动复位温控器动作，切断电源，红色加热指示灯熄灭，转入保温工况。断电后水温逐渐下降，当降到设定温度时，温控器触点动作闭合，接通电源，红色加热指示灯亮，电热管再次发热升温。如此循环，将水温控制在85-95℃之间。该类饮水机中保险器温度保险丝以及手动复位温控器是保护装置，当电路出现过热、过载时自动熔断或断开电路，起到安全保护作用。新型饮水机说明现在的饮水机在加热和制冷的方面上已经做得很好了，但是大部分都是无控制地加热或制冷，烧烧停停或反复加热。而对于饮水机的温水反复加热,形成所谓的“千滚水”,令水中的微量元素、矿物质积累形成不可溶微粒。久煮产生“千滚水”：饮用水在热胆内经反复加热后，会形成“千滚水”。这种水含有重金属、砷化物等有害物质，久饮会危害胃肠健康。而家用电器“耗电王”：以制造1升热水为例，在不关机的状态下，功率为0.5千瓦的传统家用饮水机日均要耗电1.8度，正是因为其“烧烧停停”的工作原理，无形中造成了90%以上的能源浪费。因此，我们研究小组想出了一个新型饮水机：可控制加热水的量，喝多少就烧多少。我们这个新型饮水机的好处是可控制加热水的量，喝多少烧多少，喝一次烧一次:解决了反复加热的问题，避免了喝“千滚水”而对身体产生危害；喝多少烧多少，喝一次烧一次也解决了烧烧停停的问题，避免浪费电。所以我认为我们这个研究是有意义的！另外，关于饮水机我还想给大家一些建议，也希望大家注意。使用饮水机最好至少每3个月清洗一下内胆，因为：1.水垢成为“添加剂”：根据国家环境检测部门出具的报告，传统饮水机内胆超过3个月不清洗，就会滋生大量细菌、残渣甚至红虫，附着在热胆内壁上，成为有毒的“添加剂”。这些物质进入人体后，会引起消化、神经、泌尿和造血系统病变。2.热胆制造“硝酸盐”：热胆材质多为不锈钢和铝壳，测试表明，在长时间加热下，水中含铁、铝、铵的亚硝酸盐含量会明显增加，而亚硝酸盐类是人们熟知的致癌物质。……谢谢！注：出水口下端加热装置在热胆底部热胆容量为800ml新型饮水机过程概述新型饮水机的研究。我们小组研究的是新型饮水机。尽管现在的饮水机在加热和制冷方面都已经做得很好了，但是大部分都是无控制地加热或制冷，烧烧停停或反复加热，这种“千滚水”久饮会危害肠胃健康，且这种工作原理无形中造成了90%以上的能源浪费。正是由于注意到这些，组长毛翊君于是建立了这个研究性小组，研究制作新型饮水机。在建立此小组之际，初步制定出了这个饮水机的简图，如图1所示：

于是我们小组于2008年1月20日至23日，分工合作：魏来与夏翔宇同学共同制作flash，黄君妍同学则负责flash说明，李益芳同学负责计算饮水机的耗电量，张凌同学负责总和并制造出ppt。2008年1月23日，毛翊君、陈鸿与张凌同学至杭州第十四中学图书馆制作初步模型，改装了旧型饮水机——将旧型饮水机拆解，将部分内部装置拆除，装上由泡沫制作而成的储水槽，切断塑料管，将其引入储水槽中，起到缓冲的作用。并二次修改了饮水机简图如图二所示。其区别就在于图二新增加了传感器，可感知水量的多少，不需要特别的注意放入的水量。其核心是公式——流量*时间=体积。但其中也遇到了一些困难。比如遇到了用于储水的器皿不易寻找，在找到器皿后，难于改装等等问题。2009年2月22日，我们小组共聚杭州第十四中学阅览室，对模型做二次修改，并测量出内胆的容量。并对简图做三次修改，如图3所示。其与图二的区别在于去除了传感器、时间控制按钮等复杂的装置，取而代之的是简单易寻的装置。对于储水罐，如图示三所示，增加了刻度线，即可以人工调控水量，可以在达到满意水量之后，再往热胆内放水；对于阀门二，手拉闸式阀门简单易于操作。对于此装置，可以根据实际情况，需要加热多少水