CN103206735B - 高频感应加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加热装置，具体而言，涉及一种高频感应加热装置，该加热装置包括：高频加热主机（13）、变压器（12）、感应加热圈（11），水井（9）内的水进入用水水罐（8）和备用水罐（16）后通过水泵（10）打入感应加热圈（11）内进行加热，加热后的热水存入用水水罐（8）用于洗澡用水（1）；加热后产生的蒸汽存入暖气水罐（7）用于暖气片（3）取暖。该加热装置高频加热主机（13）采用高压硅整流元件，使IGBT调压和负载匹配的震荡回路，设备稳压精度高，抗干扰能力强，输出匹配范围宽，使用方便，设备具有良好的加热一致性和节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热装置，具体而言，涉及一种高频感应加热装置。
背景技术
近年来，我国大气污染日益严重，人们要求保护环境、净化天空的呼声日益增高，而北方冬季城市空气污染的重要来源是供暖燃煤锅炉所排放的粉尘和有害气体。与此同时，采用电热水器和天然气热水器进行加热，其中电热水器资金投入较大，并且设备需要定期检修；天然气热水器温度不易控制，危险性较高。因此，近年来一些地方采用超导液、电磁加热等，但是成本较高，对热量的利用率不高。
例如申请号为201210166448.1的中国发明专利，其公开了一种电磁加热供暖系统，电磁加热装置由电磁加热线圈、加热桶组成，加热桶设置有导热内胆，桶壁与导热内胆之间注入有导热油，在水箱内设置有水箱温度感应模块、水箱水位感应模块。通过全彩触摸显示装置输入所需水温数值命令，PLC控制模块接收到命令后针对高频模块输入所需的电源，高频模块输出的高频信号通过电磁加热线圈对加热桶内导热油进行加热，导热油的热量传导给内胆中的水对水加热。该电磁加热供暖系统中利用导热油为介质成本高，加热速度慢，耗电量较高，能源利用率低，而且以这种介质加热的方式成本十分高昂，不适于广大普通群众使用，以至于无法得到更好的推广应用。
又例如申请号为201210251465.5的中国发明专利，其公开了一种即热式电磁加热水管，包括金属芯管、敷于芯管壁上的电磁感应线圈、电磁感应线圈与高频电流发生装置电连接。金属芯管具有金属套管，套管为夹层结构，由内管和外管构成，电磁线圈处于芯管与套管之间。套管封闭的一端设有进水口，套管另一端通过联通管与芯管一端联通，芯管另一端为出水口。本发明中电磁线圈多个并联、并排设于芯管一侧或多侧，沿芯管长度方向受热均匀，快速加热；设置芯管外裹套管，电磁线圈所产生热量被里外管吸收，热量不散失，热效率高，电磁产生的电压很高，而该装置中并没设置变压器，增加了使用时的危险性。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种高频感应加热装置，旨在解决结构复杂、耗电大、稳压精度低等问题，从而实现经济、高效、无污染的高频感应加热供暖。为此，本发明采用如下的技术方案。
一种高频感应加热装置，其包括：水泵、感应加热圈、设置在水井上的用水水罐、暖气水罐和备用水罐，用水水罐和备用水罐内的水经过冷水水管通过水泵进入感应加热圈内进行加热，加热后的热水经过热水水管存入用水水罐用于洗澡用水；加热后产生的蒸汽存入暖气水罐用于暖气片取暖。
优选的是，所述感应加热圈由高频加热主机提供电能。
上述方案中优选的是，所述感应加热圈为螺旋状的金属管。
上述方案中优选的是，所述高频加热主机为一个IGBT振荡器。
上述方案中优选的是，所述感应加热圈与高频加热主机之间设有变压器。
上述方案中优选的是，所述高频加热主机将50Hz工频电流转换为30-500KHz的高频电流。
上述方案中优选的是，所述变压器与高频加热主机之间设有冷却系统。
上述方案中优选的是，所述变压器将普通电源的高压高频低电流转变为低压高频大电流。
上述方案中优选的是，所述用水水罐、暖气水罐和备用水罐上均设有温度传感器和水位传感器。
上述方案中优选的是，所述暖气水罐与暖气片之间连通的管道上设有暖气供应水泵、暖气供应备用水泵和手动控制阀。
上述方案中优选的是，所述用水水罐与洗澡用水之间的管道上设有用水循环水泵。
上述方案中优选的是，所述冷水水管与热水水管上均设有电磁阀。
更加优选的是，所述加热装置采用自动化控制中心进行自动化控制。
上述方案中优选的是，所述自动化控制中心包括多个输入和多个控制，所述多个输入包括暖气温度输入、用水温度输入、暖气水位输入、用水水位输入；所述控制包括暖气温度控制、用水温度控制、暖气水位控制、用水水位控制、暖气时间控制、用水时间控制、冷却系统控制。
由于本发明的加热装置采用自动化控制系统，无人值守，提供精确的供热温度和时间，效率比传统的加热装置提高50%。
附图说明
现在将描述如本发明的优选但非限制性的实施例，本发明的这些和其他特征、方面和优点在参考附图阅读如下详细描述时将变得显而易见，其中：
图1为按照本发明的高频感应加热装置的结构示意图；
图2为图1中的高频感应加热装置的自动化控制中心的原理图。
附图标号：
洗澡用水1，暖气控制阀2，暖气片3，暖气供应水泵4，暖气供应备用水泵5，手动控制阀6，暖气水罐7，用水水罐8，水井9，水泵10，感应加热圈11，变压器12，高频加热主机13，温度传感器14，水位传感器15，备用水罐16，冷水水管17，热水水管18，电磁阀19，用水循环水泵20，冷却系统。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
现在参考图1，图1描述了根据本发明的高频感应加热装置的结构示意图。该加热装置包括：水泵10、感应加热圈11、设置在水井9上的用水水罐8、暖气水罐7和备用水罐16，用水水罐8和备用水罐16内的水经过冷水水管17通过水泵进入感应加热圈11内进行加热，加热后的热水经过热水水管18存入用水水罐8用于洗澡用水1；加热后产生的蒸汽存入暖气水罐7用于暖气片3取暖。
该加热装置的原理为：高频感应加热装置是一个IGBT（IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）振荡器，通过它把50Hz工频电流转换为30--500KHz的高频电流，这种高频电流在感应圈中形成强大的电磁场，被加热的金属物体在这个电磁场作用下由于涡流和磁滞损耗而迅速发热，使金属物体迅速达到设定温度。
水是非金属，高频电流能量不能直接作用，通过加热金属螺旋管道，水在金属螺旋管道内流经后得到传递过来的热量而被加热的；熵原理：原头温度越高，传递热量越高，效率越高。由于原始煤炭锅炉的炉底温度只有102度，所以燃煤效率只有25%。高频金属螺旋加热器工作温度800度，所以理论热效率可以提高8倍。
接下来根据图1所示详细说明该加热装置的工作过程。水井9内的水进入用水水罐8和备用水罐16，用水水罐8和备用水罐16内的水经过冷水水管17后通过水泵10打入感应加热圈11内进行加热，加热后的热水经过热水水管18存入用水水罐8中，从用水水罐8中出来的热水通过管道进入用户家中或宾馆内用于洗澡用水1。另外，感应加热圈11将来自用水水罐8和备用水罐16的冷水加热后产生的蒸汽通过热水水管18存入暖气水罐7中，再通过暖气管道送入暖气片3用于取暖。在用水水罐8内的水不足时，备用水罐16对用水水罐8进行补充，当备用水罐16内的水也不足时，这时就要从水井9进行补充水源。用水水罐8与洗澡用水1之间的管道上设有用水循环水泵20，在洗澡用水1的水龙头关闭时，洗澡用水1内的热水回到用水水罐8内进行储存；当洗澡用水1的水龙头打开时，用水循环水泵20将用水水罐8内的热水打入洗澡用水1中，如此循环。
感应加热圈11由高频加热主机13提供电能。感应加热圈11为螺旋状的金属管。高频加热主机13为一个IGBT振荡器，通过该振荡器把50Hz工频电流转换为30--500KHz的高频电流，这种高频电流在感应圈中形成强大的电磁场，被加热的金属物体在这个电磁场作用下由于涡流和磁滞损耗而迅速发热，使金属物体迅速达到设定温度。
为了避免高频加热主机13的电压过高或过低使感应加热圈11不能够正常工作，故在感应加热圈11与高频加热主机13之间设有变压器12。变压器12把普通电源 (380v/50hz)变成高压高频低电流输出，(频率的高低根据加热对象而定，一般频率在480kHZ。)，通过变压器12把高压、高频低电流变成低压高频大电流。
另外，变压器12与高频加热主机13之间设有冷却系统21。该冷却系统21通过管道与冷却水储水箱相连，冷却水储水箱外设有增压水泵，从而对高频主机进行冷却，避免温度过高发生故障。
用水水罐8、暖气水罐7和备用水罐16上均设有温度传感器14和水位传感器15。在温度低于预设温度时，温度传感器14发出信号，高频加热主机13接收到信号后开始启动对进入感应加热圈11内的水进行加热；当用水水罐8、暖气水罐7和备用水罐16内的水位低于预设水位时，水位传感器15会发出信号这时就要从水井9补充水源。
暖气水罐7与暖气片3之间连通的管道上设有暖气供应水泵4、暖气供应备用水泵5和手动控制阀6。在暖气片3内的暖气量达到需求量时可以关闭手动控制阀6；当暖气片3内的暖气量不足时打开手动控制阀6，这时暖气供应水泵4、暖气供应备用水泵5开启为暖气片3提供暖气。
冷水水管17与热水水管18上均设有电磁阀19。在用水水罐8和备用水罐16内的冷水加热到一定温度时，关闭冷水水管17上的电磁阀19禁止冷水通入感应加热圈11中，反之将电磁阀19打开；当用水水罐8内的热水和暖气水罐7内的暖气不足时，将电磁阀19打开进而将感应加热圈11内的热水、蒸汽分别通入用水水罐8、暖气水罐7内，反之将电磁阀19关闭。
接下来参阅图2所示，加热装置采用自动化控制中心40进行自动化控制。所述自动化控制中心40包括多个输入和多个控制，所述多个输入包括暖气温度输入31、用水温度输入32、暖气水位输入33、用水水位输入34；所述控制包括暖气温度控制41、用水温度控制42、暖气水位控制43、用水水位控制44、暖气时间控制45、用水时间控制46、冷却系统控制47。
暖气水罐7、用水水罐8、备用水罐16的温度信息由温度传感器14发出信号，再由暖气温度输入31、用水温度输入32传递到自动化控制中心40后进行反馈，由暖气温度控制41、用水温度控制42来控制；暖气水罐7、用水水罐8、备用水罐16的水位信息由水位传感器15发出信号，再由暖气水位输入33、用水水位输入34传递到自动化控制中心40后进行反馈，由暖气水位控制43、用水水位控制44来控制。暖气水罐7、用水水罐8的时间由暖气时间控制45、用水时间控制46控制，而高频加热主机13中的冷却系统21内的状况将由自动化控制中心40内的冷却系统控制47来控制。
该加热装置，采用高压硅整流。IGBT调压和负载匹配的震荡回路，设备稳压精度高，抗干扰能力强，输出匹配范围宽，使用方便的特点，设备具有良好的加热一致性和节能效果。可以广泛应用于各种需要热水，开水的无尘领域。
尽管参考附图详细地公开了本发明，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本发明的应用。本发明的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本发明保护范围和精神的情况下针对本发明所作的各种变型、改型及等效方案。
Claims (14)
1.一种高频感应加热装置，其包括：水泵（10）、感应加热圈（11）、设置在水井（9）上的用水水罐（8）、暖气水罐（7）和备用水罐（16），其特征在于：用水水罐（8）和备用水罐（16）内的水经过冷水水管（17）通过水泵（10）进入感应加热圈（11）内进行加热，加热后的热水经过热水水管（18）存入用水水罐（8）用于洗澡用水（1）；加热后产生的蒸汽存入暖气水罐（7）用于暖气片（3）取暖。
2.如权利要求1的加热装置，其特征在于：所述感应加热圈（11）由高频加热主机（13）提供电能。
3.如权利要求2的加热装置，其特征在于：所述感应加热圈（11）为螺旋状的金属管。
4.如权利要求2的加热装置，其特征在于：所述高频加热主机（13）为一个IGBT振荡器。
5.如权利要求2的加热装置，其特征在于：所述感应加热圈（11）与高频加热主机（13）之间设有变压器（12）。
6.如权利要求4的加热装置，其特征在于：所述高频加热主机（13）将50Hz工频电流转换为30-500KHz的高频电流。
7.如权利要求5的加热装置，其特征在于：所述变压器（12）与高频加热主机（13）之间设有冷却系统（21）。
8.如权利要求5的加热装置，其特征在于：所述变压器（12）将普通电源的高压高频低电流转变为低压高频大电流。
9.如权利要求1的加热装置，其特征在于：所述用水水罐（8）、暖气水罐（7）和备用水罐（16）上均设有温度传感器（14）和水位传感器（15）。
10.如权利要求1或9的加热装置，其特征在于：所述暖气水罐（7）与暖气片（3）之间连通的管道上设有暖气供应水泵（4）、暖气供应备用水泵（5）和手动控制阀（6）。
11.如权利要求1或9的加热装置，其特征在于：所述用水水罐（8）与洗澡用水（1）之间的管道上设有用水循环水泵（20）。
12.如权利要求1的加热装置，其特征在于：所述冷水水管（17）与热水水管（18）上均设有电磁阀（19）。
13.如权利要求1-9中任一项的加热装置，其特征在于：所述加热装置采用自动化控制中心（40）进行自动化控制。
14.如权利要求13的加热装置，其特征在于：所述自动化控制中心（40）包括多个输入和多个控制，所述多个输入包括暖气温度输入（31）、用水温度输入（32）、暖气水位输入（33）、用水水位输入（34）；所述控制包括暖气温度控制（41）、用水温度控制（42）、暖气水位控制（43）、用水水位控制（44）、暖气时间控制（45）、用水时间控制（46）、冷却系统控制（47）。
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Granted publication date: 20150520 |