CN101509702A

CN101509702A - 电磁感应电热水器

Info

Publication number: CN101509702A
Application number: CNA2008100058929A
Authority: CN
Inventors: 刘运柳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2009-08-19

Abstract

电磁感应热水器由壳体、底板、电路板和产生电磁感应加热部分和铁质水容器受热部分组成，启动电源工作后，感应加热线圈的电流通过门控管形成回路产生高频交变电流，在加热线圈中形成交变磁场，产生变化的磁力线，这些磁力线对铁质水容器进行磁化，并感应出电磁涡流，由于水容器本身阻抗将电能转化为热能，对铁质水容器内的水进行加热，同时感应加热线圈是对称产生磁力线，因此可对加热圈两面所设置的铁质水容器内的水进行加热，使热效率利用达到最大化；加热线圈可以使用1个以上。

Description

电磁感应电热水器

技术领域

本发明涉及电磁感应加热的厨卫用品电磁热水器。

背景技术

现有的热水器主要是燃气热水器，这种热水器一氧化碳中毒和缺氧造成人身伤害难以避免；现有储水式电热水器，体积庞大，加热等待时间很长；还有一种即热式电热水器，耗电量特别大，要用加粗的电源线，不是一般家庭可以使用的，以上产品，能源利用率只有50～60％。

发明内容

本发明对现有电热水器的加热部分进行全新设计，采用电磁感应加热原理，使铁质软磁性材料制成的水容器里面的水间接进行加热，这种产品电路元件和水完全隔开。

本发明是这样实现的：电磁感应热水器包括外壳、底板、电路板和产生电磁感应加热部分及铁质水容器受热部分；由感应加热线圈、门控管、谐振电容、微处理器、供电电路、检测电路、控制电路、操作显示电路、风扇、散热部件等组成电磁感应加热部分；由铁质水容器、进水管及调压阀、出水管及水温调节阀等组成受热部分；启动电源工作后，感应加热线圈与谐振电容形成高频谐振，当门控管导通时，感应加热线圈的电流通过门控管形成回路，在加热线圈中形成高频交变电流，交变电流通过加热线圈时产生出交变磁场，形成变化的磁力线，这些磁力线对铁质水容器(主要是靠近线圈一面)进行磁化，并感应出电磁涡流，这些涡流又由于铁质水容器本身的阻抗，将电能转化为热能，将装在铁质水容器里的水快速加热；电磁感应加热线圈所产生的磁力线是对称的，即在感应加热线圈两面都可以产生磁力线，若设置上部和下部分别连通的铁质水容器，此时在靠近加热线圈一面的铁质金属板上都会产生电磁涡流，都能对装在水容器里的水进行加热，使热效率的利用达到最大化；若采用单面加热时，加热线圈背面应安装多根磁条，这些磁条能会聚吸收磁力线，减小磁力线外泄，此时，仅在未装磁条那面固定安装铁质水容器；为了提高热水供应量，可以设置2组以上的感应加热线圈，相关电路及电子元器件可以共用或独立设置；铁质加热线圈与铁质水容器同时固定在底板上，二者相对位置不能随意变动；其他元件包括门控管、微处理器、变压器、风机等所有电子元器件均固定在底板上，操作和显示部件则固定在壳体上。

本发明的优点是采用电磁感应加热方式使水加热，热效率特别高，同时水电彻底分离，绝无安全隐患。

附图说明

图1是电磁感应热水器截面方向加热线圈的加热原理示意图。

图2是电磁感应热处器整机电路方框图。

图3是采用2组电磁感应加热线圈的电磁热水器原理简图。

具体实施方式

下面结合附图作详细说明，附图中包括铁质水容器1、进水管及调压阀2、出水管及水温调节阀3、磁力线4、涡流5、过压保护电阻6、电源开关7、电流检测线圈8、滤波电容9、风机10、全桥整流器11、扼流圈12、平滑电容13、感应加热线圈14、谐振电容15、门控管16、微处理器及电路板17、电源变压器及低压电源电路18、过热保护温控器19、检测电路20、报警器21、温度检测器22、控制电路23、振荡电路24、显示电路和显示板25、保险丝26、市电插头27、水28。

图1是加热线圈的加热原理截面方向示意图，图中显示仅采用1组电磁感应加热线圈，感应加热线圈14在电路驱动下形成高频交变电流，根据电磁感应原理，交变电流通过加热线圈时产生交变磁场，即线圈中的电流变化会产生变化的磁力线，这些磁力线对铁质软磁性材料进行磁化，会使铁质水容器1靠近加热线圈14一侧形成许多由磁力线感应出的涡流(电磁涡流)，这些涡流又由于铁质水容器本身的阻抗将电能转化为热能，从而实现对水容器中的水进行加热；图中示出磁力线具有对称性，感应加热线圈两边均有磁力线，都会产生涡流，对设置在两边的铁质水容器里的水能同时加热。

图2是电磁感应热水器整机电路方框图，感应加热线圈14是产生强磁场的器件，但自身并不是发热源，而是高频谐振回路中的一个电感，它是用多股漆包线绞合而成，并以同心圆方式由内到外绕数十匝，呈圆盘状固定在绝缘的线圈架上，再协调与铁质水容器的位置，并相对固定；工作时交流220V电压经桥式整流堆整流滤波后输出+300V直流送到加热线圈14，加热线圈与谐振电容15形成高频谐振，将直流300V变成高频的振荡电压，该电压可达一千多伏，振荡电路所产生的信号送给门控管16，脉冲信号产生电路为门控管栅极提供驱动控制信号，使门控管与加热线圈形成高频振荡；检测电路在工作时能自动检测过压，过流、过热情况并自动保护；温度检测器22是装在感应加热线圈14中心或能测实际温度的部位，它是一个热敏电阻，保温功能和防止无水干烧功能，均靠此热敏电阻来感知，这个电阻多采用负温度系数电阻，即温度升高，阻值减小；如果检测到温度过高，检测电路就会将检测到的信号送给控制电路，再控制振荡电路切断脉冲信号产生电路的输出；在门控管集电极的散热片上，也装有温控器，以防止门控管温度过高，当检测到温度过高时，温控器会自动断开，使整机进入断电保护；电源变压器及低压电路18是将交流220V输入变成低压输出，低压再经过稳压电路变成5V、12V、20V直流电压，为检测，控制电路和脉冲信号产生电路提供电源；供电电路主要由插头27、保险丝26、过压保护电阻6、电源开关7、电流检测线圈8等组成，能够防止电路的电流过大，电压过高并进行自动保护。

图3是采用2组感应加热线圈14的电磁热水器原理简图，采用2组感应加热线圈目的是加大功率，加大热水的供应量；由于加热线圈功率不同，就可以制成型号规格不同的多种产品；图中用一个微处理器17来控制2个加热线圈，必要时两组加热线圈可分别采用不同的检测和控制电路分别控制；图2、图3中所示均为仅在感应加热线圈一面设置了装水的铁质容器，实际应用中应尽量采用在感应加热线圈的两面同时设置铁质水容器，使热效率最大化；家用电磁热水器一般采用壁挂式，即开即用，也有人喜欢储水式；本电磁感应热水器也可应用于储水式热水器的供热系统之中，但水箱的容量不必很大；对于单位、服务行业使用的热水器，为了提高供水的温度，甚至提供烧开的饮用水，可在热水出口的管导内另设置水电分离的电热管1根以上，并使水在管导中全程流过，以满足所设定的温度；本发明为电热水器提供一种核心加热技术，可适用于挂壁式、储水式，即热式、饮水式等各种使用电能的热水器。

Claims

1、电磁感应热水器包括外壳、底板、电路板和产生电磁感应加热部分及铁质水容器受热部分，其特征是由感应加热线圈、门控管、谐振电容、微处理器、供电电路、检测电路、控制电路、操作显示电路、风扇散热部件等组成电磁感应加热部分；由铁质水容器、进水管及调压阀、出水管及水温调节阀等组成受热部分；启动电源工作后，感应加热线圈与谐振电容形成高频谐振，当门控管导通时，感应加热线圈的电流通过门控管形成回路，在加热线圈中形成高频交变电流，交变电流通过加热线圈时产生出交变磁场，形成变化的磁力线，这些磁力线对铁质水容器进行磁化，并感应出电磁涡流，这些涡流又由于铁质水容器本身的阻抗，将电能转化为热能，使装在铁质水容器里的水加热；感应加热线圈所产生的磁力线具有对称性，因此感应加热线圈的两面均有磁力线，都会产生涡流，感应加热线圈工作时就能使两面铁质水容器里的水同时加热；如果只在一面放置铁质水容器，只能将该水容器里的水加热；为了加大热水的出水量，感应加热线圈可以使用2个或更多，相关电器及电子元器件可以共用或独立设置；感应加热线圈及铁质水容器的位置必须相对固定在底板上。

2、根据权利要求1，所述电磁感应热水器，其特征在于为提高出水的温度在出水管导内可另设置1根以上水电相隔离的电热管，并使水全程流过电热管的发热部位，以延长吸收热能的时间。