CN101963371A - 电磁加热取暖器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁加热取暖器，包括：铁磁材料的传热管，所述传热管两端密闭且抽成真空，内部充有液态介质，所述液态介质的体积小于传热管的容积；绝缘隔离支撑架，呈柱状套装在所述传热管一端的外壁上；电磁线圈，呈柱状缠绕在所述绝缘隔离支撑架上。本发明的电磁加热取暖器，使用传热管、缠绕在其一端的柱状电磁线圈和绝缘隔离支撑架作为核心构件，构造简单易装配；电磁线圈与传热管采用紧密式加热，电热转换和传热效率高；整个取暖器结构紧凑，重量轻、体积小。

Description

电磁加热取暖器

技术领域

本发明涉及取暖设备领域，尤其涉及一种电磁加热取暖器。

背景技术

北方冬季气候寒冷，人们可以使用取暖器来提高室内温度。常见的取暖器包括电阻丝式、石英式、油汀式等取暖器，电热转换效率在70％以下。电热转换效率偏低导致了这些取暖器的耗电量大，另外还存在漏电等安全隐患。

由于电磁炉的电磁加热技术已经发展的非常成熟，采用电磁加热的电热转换效率可以达到85％以上，节能效果较明显，所以现有的电磁加热取暖器沿用电磁炉的加热技术。目前的电磁加热取暖器由电磁炉(包括盘状的电磁线圈和绝缘耐高温平板)、储液加热罐、暖气片、储气罐、压力表等组成，其中储液加热罐为铁磁材质并储存有低沸点散热液，储液加热罐和暖气片内部相通并抽成真空，暖气片通过压力表与储气罐相通，储液加热罐底部紧贴电磁炉的绝缘耐高温平板的上表面。使用时，盘状电磁线圈隔着绝缘耐高温平板加热储液加热罐，储液加热罐中的低沸点散热液受热后变成蒸汽流向暖气片，暖气片吸热升温并将热量释放给环境，蒸汽释放热量后变为液态回流到储液加热罐底部。若压力表显示蒸汽压力过大，可以让一部分蒸汽流向储气罐以减小储液加热罐内的压力。

但是，上述电磁加热取暖器在储液加热罐外部还需要焊接一些附件设备，这些附件设备严重影响了电磁加热取暖器的传热效率，且加工繁琐；进一步的，上述电磁加热取暖器由于电磁炉和储液加热管作为两个独立的部件，还需要其他多个结构单元的配合使用，因此存在重量和体积大、结构不紧凑和使用不方便的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁加热取暖器，结构紧凑且拥有更高的传热效率。

本发明提供了一种电磁加热取暖器，包括：铁磁材料的传热管，所述传热管两端密闭且抽成真空，内部充有液态介质，所述液态介质的体积小于传热管的容积；绝缘隔离支撑架，呈柱状套装在所述传热管一端的外壁上；电磁线圈，呈柱状缠绕在所述绝缘隔离支撑架上。

优选的，所述传热管未套装绝缘隔离支撑架的外壁上还固接有多个散热翅片。

具体的，所述散热翅片的材质可以为铜或铝。

具体的，所述散热翅片可以为多边形或圆形。

优选的，所述传热管的长径比大于或等于2。

具体的，所述传热管的长径比可以为30～40。

具体的，所述传热管的截面可以为圆形或多边形。

优选的，所述电磁线圈外还包覆有磁条。

优选的，所述磁条外还包覆有电磁屏蔽层。

优选的，所述取暖器还包括上部开口的水箱，所述水箱靠近所述传热管的另一端。

本发明提供的电磁加热取暖器，使用传热管、缠绕在其一端的柱状电磁线圈和绝缘隔离支撑架作为核心构件，构造简单易装配；电磁线圈与传热管紧密式加热，电热转换和传热效率高；整个取暖器结构紧凑，重量轻、体积小；使用磁条及电磁屏蔽层实现对磁力线的完全屏蔽，保护用户健康；而且，传热管附近配有水箱，加热的同时增加空气湿度，用户使用更舒适。

附图说明

图1是本发明电磁加热取暖器的结构示意图；

图2是本发明电磁加热取暖器的散热翅片的示意图；

图3是本发明电磁加热取暖器的水箱的示意图；

图4是本发明电磁加热取暖器实际工作时的电气示意图。

具体实施方式

现有的电磁炉电磁加热技术已发展得非常成熟，该技术是通过盘状电磁线圈隔着绝缘耐高温平板对上面的铁磁被加热体加热。使用电磁炉加热技术制成的电磁加热取暖器，其被加热体外表面焊接的一些结构导致其盘状电磁线圈与铁磁被加热体之间存在较大的热量损耗，影响电磁加热取暖器的整体传热效率；而且，由于盘状电磁线圈与被加热体分别位于绝缘耐高温平板的两侧，磁力线必须透出绝缘耐高温平板才能对被加热体加热，所以必然会有电磁泄漏，以及一部分电磁能无法转化为热能。

本发明将被加热体做成了密闭真空传热管，并在所述传热管的一端套装绝缘隔离支撑架；柱状电磁线圈缠绕在所述绝缘隔离支撑架外。由于将电磁线圈由盘状改造成柱状是从未尝试过的，发明人对电磁线圈变为柱状后电磁线圈的温升、导线粗细、电阻值、产生的磁通量、线圈到传热管外壁的距离等参数的选择进行了大量的试验，以找到合适的参数值，达到实用化的目的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。

本发明提供了一种电磁加热取暖器的实施例，如图1所示，所述电磁加热取暖器1包括传热管10、电磁线圈20和绝缘隔离支撑架30。

所述传热管10两端密闭且抽成真空，内部充有液态介质，所述液态介质的体积小于传热管的容积。实际应用中，所述液态介质的体积优选远小于传热管的容积，二者之比约为1/1000，液态介质的体积与传热管10的容积相比几乎可以忽略不计。所述液态介质可以为蒸馏水、氨、丙酮、萘、溴化锂等，本发明对此不做限定。

传热管10采用铁磁材料，可以使用碳钢、不锈钢等铁磁金属材料。传热管10的截面可以为圆形或多边形。现有技术的导热管需要在管内制作导流槽等结构，工艺过程复杂且报废率高。本发明使用的传热管10在结构、形状上都非常规整、简单，便于生产加工。

传热管10一端的外壁上套装有绝缘隔离支撑架30，绝缘隔离支撑架30可以为工程塑料、钢化玻璃棉或陶瓷等刚性隔热绝缘材料。

电磁线圈20呈柱状缠绕在传热管10外的绝缘隔离支撑架30上。电磁线圈20缠绕后的截面可以为圆形或多边形等形状。绝缘隔离支撑架30刚性架空传热管10和电磁线圈20之间的空隙，起到良好的支撑、电绝缘和热隔离效果。由于带电的电磁线圈20和被加热的传热管10彼此绝缘，有效防止了漏电事故的发生；绝缘隔离支撑架30使传热管10进行电磁感应产生的热量不会过多的传递到电磁线圈20处，能够避免电磁线圈20出现温度过高的情况。若绝缘隔离支撑架30是带有空隙的架体结构，可以在空隙中填充隔热棉等隔热材料以加强隔热效果。绝缘隔离支撑架30也可以是内部不具有空隙的实心结构。

优选的，在传热管10未套装绝缘隔离支撑架30的外壁上还固接有多个散热翅片101，所述固接方式可以为焊接、铆接等。考虑到整个电磁加热取暖器1的快速升温和散热，散热翅片101的材质可以为铜或铝；散热翅片101可以为易于加工的多边形、圆形或如图2所示的类扇形等形状。

一般情况下，传热管10的长径比L：D大于或等于2，优选为30～40。

在实际使用中，电磁线圈20外还包覆有磁条201。通过安装磁条201，能够屏蔽95％以上泄露的磁力线，大大降低电磁辐射带来的危害。另外，在磁条201外还包覆有电磁屏蔽层202，实现对磁条201泄漏出的磁力线进行完全屏蔽，使用户免受电磁辐射。电磁屏蔽层202可以为铝质或铜质材料。

由于现有取暖器在加热时都会伴有空气干燥的问题，对此，本发明的电磁加热取暖器1还包括上部开口的水箱40。如图3所示，水箱40靠近传热管10散热的一端，即远离套装有绝缘隔离支撑架30的一端。水箱40与传热管10的相对位置可以通过电磁加热取暖器1的外壳11来固定。靠近水箱40一端的传热管10温度可以达到130℃左右，在水箱40相对密闭的腔体内形成80℃左右的高温，使水箱40中的水蒸发，蒸发的水汽通过水箱口散发到周围空气中，从而实现加湿空气的作用，让用户在取暖的同时也可以呼吸到湿润的空气。

现有的电磁炉式电磁加热取暖器，由于被加热体在盘状电磁线圈外部，利用的是盘状电磁线圈靠近绝缘耐高温平板一端的磁力线，磁力线利用率为85％以上，所以对被加热体的电磁加热不可避免地伴随有电磁泄漏。而本发明的柱状电磁线圈包裹在传热管外部，在对其中的传热管加热时，利用的是柱状电磁线圈内部的磁力线，磁力线利用率达95％以上，提高了电热转换效率，更节能环保，而且电磁线圈外部遮罩磁条和电磁屏蔽层不影响柱状电磁线圈的工作，因此还可以将泄漏出来的磁力线完全屏蔽。

本发明提供的电磁加热取暖器，使用传热管、缠绕在其一端的柱状电磁线圈和绝缘隔离支撑架作为核心构件，构造简单易装配；电磁线圈与传热管紧密式加热，电热转换和传热效率高(传热效率可高达99％以上)；整个取暖器结构紧凑，重量轻、体积小；使用磁条及电磁屏蔽层实现对磁力线的完全屏蔽，保护用户健康；而且，传热管附近配有水箱，可以在加热的同时增加空气湿度，用户使用更舒适。

下面通过本发明电磁加热取暖器在使用时的优选实施例，对本发明的电磁加热取暖器进行详细介绍。

如图4所示，所述电磁加热取暖器内还包括：电磁主控板、温控主板、防倒开关、船型开关、温度保险丝等。

所述电磁主控板，用于将220V的交流电转换成高频交变电压供给电磁线圈，存储用户设定的数据参数，以及控制电磁线圈电流的通断；

所述温控主板，用于将室温传感器检测到的室温值发送给电磁主控板，以及将用户发送过来的设定数据参数传送给电磁主控板。

所述电磁加热取暖器在使用时，先接通220V交流电源，再接通船型开关，正常状态下防倒开关处于长闭状态。当用户使用遥控器发出红外线信号给红外接收头(或启动手动开关)后，启动信号被传送给温控主板；温控主板收到启动信号后，输出+5v电压的信号给电磁主控板；电磁主控板提供高频交变电压给电磁线圈；电磁线圈开始工作，产生高频交变磁场来加热传热管。

温控主板连接有室温传感器，当电磁主控板接收到温控主板传送过来的室温值时，与存储的用户设定温度进行比较：若室温值低于所述设定温度，接通电磁线圈，若室温值高于或等于所述设定温度，不接通电磁线圈。

在电磁加热取暖器的外壳顶部和底部分别开有多个出气口和多个进气口，冷热空气在传热管表面的散热翅片上可以进行自然对流，空气在散热翅片上的流动速率最高可以达到0.4m/s。

在传热管临近电磁线圈处、散热一端的第一片散热翅片处和从散热一端起整个传热管长的三分之二位置处这三处都带有温度传感器。采集到上述各处温度后，由电磁主控板进行分析：若出气口处的温升超过130K，则表明温度已经超出安全范围；或所述第一片散热翅片处与其他两处的温差过大，则表明传热出现故障，电磁主控板都会切断电磁线圈的供电以保障用户安全。

在电磁主控板上还设有散热风扇，以保证电磁主控板的良好散热；防倒开关可以防止电磁加热取暖器因倒伏而发生危害，当取暖器在任意方向倾斜15°时自行断电；温度保险丝可以在取暖器超过某预设温度值时立即切断电源，防止意外情况对环境及人产生危害。

另外，电磁主控板和温控主板还可以实现定时开/关机、一周编程、温度校准和防冻等功能，都可以用现有技术实现，此处不再赘述。

本发明提供的电磁加热取暖器，使用传热管、缠绕在其一端的柱状电磁线圈和绝缘隔离支撑架作为核心构件，构造简单易装配；电磁线圈与传热管紧密式加热，电热转换和传热效率高；整个取暖器结构紧凑，重量轻、体积小；使用磁条及电磁屏蔽层实现对磁力线的完全屏蔽，保护用户健康；而且，传热管附近配有水箱，可以在加热的同时增加空气湿度，用户使用更舒适；在电磁主控板增加一周编程、温度校准和防冻等功能，方便用户使用，设计更人性化。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电磁加热取暖器，其特征在于，包括：

铁磁材料的传热管，所述传热管两端密闭且抽成真空，内部充有液态介质，所述液态介质的体积小于传热管的容积；

绝缘隔离支撑架，呈柱状套装在所述传热管一端的外壁上；

电磁线圈，呈柱状缠绕在所述绝缘隔离支撑架上。

2.如权利要求1所述的取暖器，其特征在于，所述传热管未套装绝缘隔离支撑架的外壁上还固接有多个散热翅片。

3.如权利要求2所述的取暖器，其特征在于，所述散热翅片的材质为铜或铝。

4.如权利要求2所述的取暖器，其特征在于，所述散热翅片为多边形或圆形。

5.如权利要求1-4任一项所述的取暖器，其特征在于，所述传热管的长径比大于或等于2。

6.如权利要求5所述的取暖器，其特征在于，所述传热管的长径比为30～40。

7.如权利要求1-4任一项所述的取暖器，其特征在于，所述传热管的截面为圆形或多边形。

8.如权利要求1-4任一项所述的取暖器，其特征在于，所述电磁线圈外还包覆有磁条。

9.如权利要求8所述的取暖器，其特征在于，所述磁条外还包覆有电磁屏蔽层。

10.如权利要求1-4任一项所述的取暖器，其特征在于，所述取暖器还包括上部开口的水箱，所述水箱靠近所述传热管的另一端。

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