CN107314538A - 一种气压控制电流的电加热系统 - Google Patents

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任金生
徐亲民
张传勇
常和平
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    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
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    • F24H1/201—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply
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Abstract

本发明涉及一种气压控制电流的电加热系统，其包括电热转换器,所述电热转换器包括一个密封的容器，在所述容器上装有至少一根电极，所述电极插入容器内，电极和容器之间用绝缘材料密封和固定，所述电极的接线端处于所述容器的外部，并与交流电源连接。所述容器有进水口和出水口,进水口和出水口均设防电墙。所述容器有气压控制口，气压控制口装有气压控制器。本发明通过控制容器内的气压控制水位，通过水位控制水与电极的接触面积，进而控制电流，控制加热功率。

Description

一种气压控制电流的电加热系统
技术领域
本发明涉及电加热设备领域，具体为一种用气压控制电流的电流直接加热水流的电加热系统。
背景技术
在没有集中供热的场合，往往采用烧煤，烧柴，烧油等采暖方式。小规模的燃烧装置，往往效率低，污染大。
电能可以来自太阳能发电，风能发电，水力发电等清洁能源。即便是火力发电，其燃烧效率及烟尘处理也远远好于小规模的燃烧装置。在电力供应比较充足的今天，用电加热技术取代烧煤，烧油，对保护环境具有重大意义，成为发展的方向。
用电能制取热水的传统方式是通过电热管间接对水加热。电热管存在功率小，传热慢，怕断水，怕干烧，易结垢，易损坏，易漏电等问题。电热管属于易损设备，需要经常更换，不仅增加使用成本，还带来触电的危险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用气压控制电流的电加热系统，可以快速，大量给水加热，可用于采暖、清洗、消毒、灭菌和其它需要热水或需要给水加热的场合。
本发明还可以把水加热到150℃以上，以满足制药等行业的特殊需求。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种气压控制电流的电加热系统，其包括电热转换器，所述电热转换器包括一个密封的容器，所述容器有进水口、出水口以及气压控制口；所述容器上至少设置有一根电极，所述电极插入容器内，所述电极和容器之间有绝缘密封环，所述电极的接线端处于所述容器的外部。
进一步的说，所述进水口位于容器的上部，所述出水口位于容器的下部，所述进水口和出水口均设置有防电墙，且内装有温度传感器。
进一步的说，所述气压控制口连接气压控制器。
进一步的说，所述电极的接线端通过电流变送器及交流接触器与交流电源连接。
进一步的说，还包括控制器，所述控制器的输入端与所述温度传感器及所述电流变送器连接，所述控制器的输出端与所述气压控制器及交流接触器连接。
进一步的说，所述进水口通过防电墙连接水泵，出水口通过防电墙输出热水。
进一步的说，所述交流电源为单相交流电或三相交流电。
进一步的说，所述容器还设置有压力传感器。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明用电极直接对水进行加热，并通过气压控制换热器内的水位，从而控制电流，控制加热功率。由于没有传导加热，所以不会形成水垢。
水体升温均匀，控制快捷，出水温度可调，调节范围宽，可以应用到多种场合。
由于直接加热，热量通过对流迅速扩散，所以能量密度高，体积小，重量轻。由于直接加热，减小热量损失，效率提高。由于直接加热，不怕断水，不会干烧，不会结垢。
由于气压控制电流，不仅功率可调范围大，还省掉了昂贵的调压设备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图。
其中：1容器、2进水口、3出水口、4气压控制口、5电极、6绝缘密封环、7防电墙、8温度传感器、9气压控制器、10电流变送器、11交流接触器、12控制器、13水泵、14压力传感器、16排污阀、17水。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
实施例一
如图1所示的一种气压控制电流的电加热系统，其包括电热转换器，所述电热转换器包括一个密封的容器1，所述容器1有进水口2、出水口3以及气压控制口4；所述容器1上至少设置有一根电极5，所述电极5插入容器1内，所述电极5和容器1之间有绝缘密封环6，所述电极5的接线端处于所述容器1的外部。所述进水口2位于容器1的上部，所述出水口3位于容器1的下部，所述进水口2和出水口3均设置有防电墙7，且内装有温度传感器8。所述气压控制口4连接气压控制器9。所述电极5的接线端通过电流变送器10及交流接触器11与交流电源连接。还包括控制器12，所述控制器12的输入端与所述温度传感器8及所述电流变送器10连接，所述控制器12的输出端与所述气压控制器9及交流接触器11连接。所述进水口2通过防电墙7连接水泵13，出水口3通过防电墙7输出热水。所述交流电源为单相交流电。所述容器1还设置有压力传感器14。压力传感器14可以控制出水的温度，压力高出水温度高。可以扩大加热器的出水温度的范围，适应性更强，有更多的应用场景。
压力传感器14的参数输入到控制器12内进行重要参数的控制，用以控制装置的出水温度。
气压控制口4上的气压控制器9控制容器内上层的空气体积，来调控容器1内的水位，这样间接控制发热功率。通过容器1内的空气体积控制水位，通过水位控制水与电极5的接触面积，进而接触电阻，控制电极电流，控制加热功率。
容器1的进水口2、出水口3靠近容器端设置有一段为绝缘管体，以作为防电墙，确保安全。绝缘密封环6采用聚四氟乙烯垫。容器1底部设置有排污阀16。
进水口2上还设置有水泵13，水泵7用于促进整个水流回路的循环。所述水泵13的控制端与所述控制器12连接，控制器12通过进水口2和出水口3的温度控制水泵13的转速。
控制器通过气压控制器控制所述容器内的气压，通过气压控制水位，通过水位控制电流。所述控制器通过交流接触器控制电源的通断。
工作时，设置好出水温度，温度达不到设置温度时，气压控制器9打开气压控制口4打开，使容器1内的水位上升，提高发热功率；当出水温度高于设置温度时，气压控制口4打开向容器1内充气；对于容器1内的水位可以设置水位控制器，对于多个电极5时可以实现双向控制，控制电极5的工作根数和容器1内水位也可以，通过控制器12设置就可以，可以联动联调，此处的设计结构比较普遍。
实施例二
是一种供热的应用，当室内温度较低时，则散热器换热速度较快，进水口2中水温较低，则控制器12通过继电器控制交流接触器11与交流电源保持连接状态，使电极5处于工作状态中，对容器1内的水进行不断加热，同时控制器12控制水泵13工作，增加水流的速度，加快热交换的速度，以达到理想的室内温度。当进水口2和出水口3中的温度都达到设定温度值，则控制器控制交流接触器11与交流电源断开，使电极5停止工作，同时使水泵13停止转动，以避免能量的损耗，维持理想的室内温度。
综上所述，控制器通过温度传感器8采集进水口2和出水口3内水温信号，然后通过控制交流接触器11与交流电源的通断和水泵13的转停来控制整个电加热系统的工作状态，以得到理想的采暖温度和理想的热水温度。
所述交流电源为单相交流电或三相交流电。所述电极5为一根时，其交流电源为单相交流电，其中电极5接单相交流电的火线端，单相交流电的零线端与容器1连接。
当所述电极5为两根时，其交流电源为单相交流电，两根电极分别与单相交流电的火线端和零线端连接。
当所述电极5为三根时，其交流电源为三相交流电，其中三根电极5分别接三相交流电的三个火线端。
在容器中设置一根电极5，由于电极5的尺寸和型号比较固定，在某种工况下，采用最小型号的电极5时，仍然超过了实际需要的功率，在这种情况下，可通过改变电极插入容器内的深度来改变电极与水的接触面积，从而改变加热功率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种气压控制电流的电加热系统，其特征在于：其包括电热转换器，所述电热转换器包括一个密封的容器（1），所述容器（1）有进水口（2）、出水口（3）以及气压控制口（4）；所述容器（1）上至少设置有一根电极（5），所述电极（5）插入容器（1）内，所述电极（5）和容器（1）之间有绝缘密封环（6），所述电极（5）的接线端处于所述容器（1）的外部。
2.根据权利要求1所述的一种气压控制电流的电加热系统，其特征在于：所述进水口(2)位于容器（1）的上部，所述出水口（3）位于容器（1）的下部，进水口（2）和出水口（3）均设置有防电墙（7），且内装有温度传感器（8）。
3.根据权利要求2所述的一种气压控制电流的电加热系统，其特征在于：所述气压控制口（4）连接气压控制器（9）。
4.根据权利要求3所述的一种气压控制电流的电加热系统，其特征在于：所述电极（5）的接线端通过电流变送器（10）及交流接触器（11）与交流电源连接。
5.根据权利要求4 所述的一种气压控制电流的电加热系统，其特征在于：还包括控制器（12），所述控制器（12）的输入端与所述温度传感器（8）及所述电流变送器（10）连接，所述控制器（12）的输出端与所述气压控制器（9）及交流接触器（11）连接。
6.根据权利要求1所述的一种气压控制电流的电加热系统，其特征在于：所述进水口（2）通过防电墙（7）连接水泵（13），出水口（3）通过防电墙（7）输出热水。
7.根据权利要求4所述的一种气压控制电流的电加热系统，其特征在于：所述交流电源为单相交流电或三相交流电。
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