CN108800541A - 智能变频电磁致热不间断供热机组 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种智能变频电磁致热不间断供热机组，属于电加热技术领域。包括加热水箱、电磁线圈、电磁致热组件、中频驱动单元、集中测控模块等。电磁线圈设置于相邻两个加热水箱之间，在水电分离的同时有效提高电磁线圈利用率，减少了电磁辐射。加热水箱结合电磁致热组件的结构，便于生产、安装，且能实现带电检修和维护。集中测控模块、中频驱动单元构成电磁线圈的多组驱动、2级控制模式，实现了致热过程的高容错控制和不间断运行，结合接头温度传感器，有效保障了连续性和可靠性。此外还具有生产成本低廉、工艺简单、增容方便、体积小、运行成本低、节能效果显著、安全可靠等优点，可广泛应用于各种电加热场合，有效提高节能环保效果。

Description

智能变频电磁致热不间断供热机组

技术领域

本发明涉及一种电磁致热机组，特别是一种智能变频控制的、不间断的大功率电磁致热机组。属于电加热技术领域。

背景技术

电磁中频加热原理目前很成熟，在应用时一般采用两种主要的方式，一是将电磁线圈缠绕在被加热体上，二是将被加热体至于盘式电磁线圈的一侧。其共同特点是相对于加热线圈来说，都是单侧利用，装置体积较大；另一侧需要设置导磁材料以及绝热层，有一定的热量损失，且会导致较多的电磁辐射。每种功率型号都是独立设计制造，生产工艺复杂，材料耗费多，生产和维护成本较高。

在进行大功率电磁加热应用时，一般需要多个电磁线圈，通常的方法都是采取逐个固定方式安装，体积较大，安装、维修和维护不便，且都需要断电停机，影响供热的连续性和可靠性。而且采用集中驱动时，容错性能差，有一组电磁线圈出问题都可能导致系统停机。

大功率电热系统的主要故障之一就是电缆、接头等在大电流情况下产生过热，导致短路和短路，轻则停止供热、重则引起火灾；目前的电磁加热产品仅设置了普通的继电保护功能，在发生短路时跳闸停止供热系统工作。

此外，在防垢除垢方面，一般没有采取相应的措施，有文献提及利用电磁线圈的漏磁对被加热的水进行磁化，但是由于磁场绝大部分被被加热体所吸收，很难起到磁化的作用。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种智能变频电磁致热不间断供热机组，用于解决现有大功率电磁致热系统容错能力差，可靠性和连续运行能力差，生产、安装、检修、维护和更换困难，而且需要断电等问题；并增大电磁线圈的有效利用面积、减少电磁辐射、抑制结垢，提高包括后续管道的整个热系统的效率和使用寿命，有效节约能源。还具有生产成本低廉、工艺简单、增容方便、体积小、运行成本低、节能效果显著、安全可靠等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的智能变频电磁致热不间断供热机组，包括加热水箱（1）、绝缘绝热层（2）、电磁线圈（3）、线圈座（4）、电磁致热组件（5）、中频驱动单元（6）、集中测控模块（7）、进水口（8）、进水管道（9）、出水口（10）、出水管道（11）。

加热水箱（1）左右两侧为平面，至少为2个，依次并排放置，外壁覆盖绝缘绝热层（2）；电磁线圈（3）为盘式结构，固定在线圈座（4）上，多个线圈座（4）构成电磁致热组件（5），放置在相邻2个加热水箱（1）中间。加热水箱（1）侧面可为矩形、圆形或其他形状，以电磁致热组件（5）作载体，为实现电磁线圈（3）的分组供电提供基础，以便进行分级驱动控制。同时，这种结构有效提高电磁致热面积和电磁线圈利用率，缩小了整机的体积，减少了漏磁，从而大大减少了电磁辐射。

每个中频驱动单元（6）为每个电磁致热组件（5）提供变频驱动电源，能够控制输出功率大小，集中测控模块（7）控制多个中频驱动单元（6）的工作；构成多组2级驱动控制模式。

加热水箱（1）的下部有进水口（8），与进水管道（9）相连，上部有出水口（10），与出水管道（11）相连。

进一步地，所述的电磁致热组件（5）包括框架（501）、接线插座（502）、拉手（503）、导轨（504）；电磁致热组件（5）的宽度与相邻两个加热水箱（1）间距相同，框架（501）采用导磁材料；实现了对所有电磁线圈（3）的磁场屏蔽，进一步减少漏磁和电磁辐射。

线圈座（4）将电磁线圈（3）固定在框架（501）上，接线插座（502）位于框架（501）的正面，电磁线圈（3）的引出线与接线插座（502）相连；拉手（503）位于框架（501）的正面，导轨（504）位于框架（501）的底部。电磁线圈采用抽屉式组件结构，极大降低了安装、检修和维护的难度，而且还能实现整个系统不断电的维修和维护。

进一步地，所述的进水管道（9）的两端有进水管道法兰（12），出水管道（11）的两端有出水管道法兰（12），相邻两个加热水箱（1）通过进水管道法兰（12）和出水管道法兰（13）连通。实现了加热水箱（1）的模块化结构，非常便于安装、检修和维护，而且使得系统扩充容量变得十分容易。

进一步地，包括出口温度传感器（14），安装在出水管道（11）上，实时测量出水温度数据并送给集中测控模块（7），集中测控模块（7）据此控制中频驱动单元（6）的输出功率。

进一步地，包括接头温度传感器（15），安装在接线插座（502）上，实时测量电缆接头温度数据并送给集中测控模块（7），集中测控模块（7）按照设定的温度阈值和趋势进行预警。

进一步地，所述的电磁致热组件（5）上的多个电磁线圈（3）采用矩阵方式排列，且为并联运行。提高致热面积，缩小整体体积，节约材料，且便于进行分组集中控制。

进一步地，所述的加热水箱（1）为2个以上时，任意相邻两个加热水箱（1）之间都安装有电磁致热组件（5）。可方便地实现致热容量的无限扩充。

进一步地，所述的机组封闭在柜体（16）内部，进水管道（9）和出水管道（11）与外部相连。

进一步地，所述的集中测控模块（7）中储存有设定的致热计划，自动控制多个中频驱动单元（6）连续调整功率输出。

本发明的有益效果是：

1、利用电磁致热组件将电磁线圈放置于相邻两个加热水箱之间，实现水电分离，有效提高电磁致热面积和电磁线圈利用率，大大提高能量密度、缩小了整机的体积，节约了材料、降低了成本；同时，大大减少了电磁辐射，也有效提高了整体的致热效率。

2、加热水箱结合电磁致热组件的抽屉式结构，以及利用进水管道法兰和出水管道法兰连接，实现了模块化设计，极大降低了安装、检修和维护的难度，可容易地实现致热容量的无限扩充，同时大大降低了生产工艺的复杂性，有效降低了生产成本；甚至可以实现带电运行中直接更换电磁线圈，不中断加热，从而有效保障了加热的连续性、可靠性及供热质量。

3、利用电磁线圈加热同时对水进行磁化，改善水质、抑制结垢，并对整个供热系统及管道起到保护作用，有效提高了系统的使用寿命和换热效率，减轻了维修维护的工作量以及运行成本，而且使得整个供热系统效率长期连续运行能一直保持稳定。

4、电磁线圈工作的多组驱动、2级控制模式，实现了致热工作过程的高容错控制和不间断运行，同时降低了单条分支线路的电流，有效保障了加热的连续性和系统工作的可靠性。

5、对电缆接头部分进行温度监测预警，有效防止在大电流情况下产生过热，导致短路和断路，甚至引起火灾等严重事故的发生；有效提高了整个机组工作的安全性和可靠性。

6、集中测控模块可根据电价、出口温度、供热负载波动曲线等，智能化自适应制定供热多种供热方式，自动连续调整功率输出，在保证供热效果的前提下，实现最大节能效果。

附图说明

图1：系统主视图。

图2：抽屉式组件侧视图。

图中：1-加热水箱、2-绝缘绝热层、3-电磁线圈、4-线圈座、5-电磁致热组件、501-框架、502-接线插座、503-拉手、504-导轨、6-中频驱动单元、7-集中测控模块、8-进水口、9-进水管道、10-出水口、11-出水管道、12-进水管道法兰、13-出水管道法兰、14-出口温度传感器、15-接头温度传感器、16-柜体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

如图1所示为智能变频电磁致热不间断供热机组的系统主视图，图2所示为抽屉式组件侧视图。所述的智能变频电磁致热不间断供热机组包括加热水箱（1）、绝缘绝热层（2）、电磁线圈（3）、线圈座（4）、电磁致热组件（5）、框架（501）、接线插座（502）、拉手（503）、导轨（504）、中频驱动单元（6）、集中测控模块（7）、进水口（8）、进水管道（9）、出水口（10）、出水管道（11）、进水管道法兰（12）、出水管道法兰（13）、出口温度传感器（14）、接头温度传感器（15）、柜体（16）。

图1中，加热水箱（1）为3个，外部覆有绝缘绝热层（2），阻止内部热量散失；相邻两个加热水箱（1）通过进水管道法兰（11）将进水管道（6）连通、通过出水管道法兰（12）将出水管道（8）连通，也使得3个加热水箱（1）在结构上连接成一个整体；每相邻两个加热水箱（1）之间为电磁致热组件（5），实现了所有电磁线圈（3）的双侧都能与加热水箱（1）的平面部分相邻，进行致热和磁化。显然，想要进行增容时，只要依次增加加热水箱（1）和电磁致热组件（5）即可。

图1中，被加热的液体从进水管道（9）进入，分别通过进水口（8）进入3个加热水箱（1），并被加热水箱（1）的内壁面加热并磁化，经3个加热水箱（1）的出水口（10）进入出水管道（11），送入外部管道中使用。同时对加热水箱（1），乃至后续的整个管道及整个供热系统起到防垢的效果，提高了效率、节约了能源，延长了整个供热系统的使用寿命。

图1中，出口温度传感器（14）安装在出水管道（11）上，实时测量出水温度数据并送给集中测控模块（7），集中测控模块（7）据此控制中频驱动单元（6）的输出功率。从而实现多种智能加热控制方式。

接头温度传感器（15）安装在接线插座（502）上，实时测量电缆接头温度数据并送给集中测控模块（7），集中测控模块（7）按照设定的温度阈值和趋势进行预警。防止过热及火灾的发生。

图2中，每个电磁致热组件（5）包含多个电磁线圈（3）；图1中，每个中频驱动单元（6）为每个电磁致热组件（5）提供变频驱动电源，能够控制输出功率大小，集中测控模块（7）控制多个中频驱动单元（6）的工作；构成多组2级驱动控制模式。

图2中，共12个电磁线圈（3）分别固定在12个线圈座（4）上，采用4×3的矩阵方式排列，每行3个电磁线圈（3）的引出线并联后与固定在框架（501）上的接线插座（502）相连。电磁致热组件（5）的框架（501）采用导磁材料制成，且电磁致热组件（5）插入相邻两个加热水箱（1）之间后，可实现电磁的完整屏蔽结构，可有效减少电磁对外的辐射。框架（501）的前面安装有拉手（503）、下部有导轨（504），便于将电磁致热组件（5）推入和拉出，导轨（504）采用滚轮式结构。

当需要检修、维护、更换时，只需拔掉接线插座（502）上的电源插头，利用拉手（503）将电磁致热组件（5）拉出，即可对电磁线圈（3）、线圈座（4）等组件进行操作，十分方便。而且，其他的电磁致热组件（5）仍可以保持正常工作状态。从而极大降低了安装、检修和维护的难度，实现整个系统不断电的维修。

以上所述仅为本发明的较佳实施实例，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.智能变频电磁致热不间断供热机组，其特征在于：包括加热水箱（1）、绝缘绝热层（2）、电磁线圈（3）、线圈座（4）、电磁致热组件（5）、中频驱动单元（6）、集中测控模块（7）、进水口（8）、进水管道（9）、出水口（10）、出水管道（11）；

加热水箱（1）左右两侧为平面，至少为2个，依次并排放置，外壁覆盖绝缘绝热层（2）；

电磁线圈（3）为盘式结构，固定在线圈座（4）上，多个线圈座（4）构成电磁致热组件（5），放置在相邻2个加热水箱（1）中间；

每个中频驱动单元（6）为每个电磁致热组件（5）提供变频驱动电源，能够控制输出功率大小，集中测控模块（7）控制多个中频驱动单元（6）的工作；

加热水箱（1）的下部有进水口（8），与进水管道（9）相连，上部有出水口（10），与出水管道（11）相连。

2.根据权利要求1所述的智能变频电磁致热不间断供热机组，其特征在于：所述的电磁致热组件（5）包括框架（501）、接线插座（502）、拉手（503）、导轨（504）；

电磁致热组件（5）的宽度与相邻两个加热水箱（1）间距相同，框架（501）采用导磁材料；

线圈座（4）将电磁线圈（3）固定在框架（501）上，接线插座（502）位于框架（501）的正面，电磁线圈（3）的引出线与接线插座（502）相连；

拉手（503）位于框架（501）的正面，导轨（504）位于框架（501）的底部。

3.根据权利要求1所述的智能变频电磁致热不间断供热机组，其特征在于：所述的进水管道（9）的两端有进水管道法兰（12），出水管道（11）的两端有出水管道法兰（12），相邻两个加热水箱（1）通过进水管道法兰（12）和出水管道法兰（13）连通。

4.根据权利要求1所述的智能变频电磁致热不间断供热机组，其特征在于：包括出口温度传感器（14），安装在出水管道（11）上，实时测量出水温度数据并送给集中测控模块（7），集中测控模块（7）据此控制中频驱动单元（6）的输出功率。

5.根据权利要求1所述的智能变频电磁致热不间断供热机组，其特征在于：包括接头温度传感器（15），安装在接线插座（502）上，实时测量电缆接头温度数据并送给集中测控模块（7），集中测控模块（7）按照设定的温度阈值和趋势进行预警。

6.根据权利要求1所述的智能变频电磁致热不间断供热机组，其特征在于：所述的电磁致热组件（5）上的多个电磁线圈（3）采用矩阵方式排列，且为并联运行。

7.根据权利要求1所述的智能变频电磁致热不间断供热机组，其特征在于：所述的加热水箱（1）为2个以上时，任意相邻两个加热水箱（1）之间都安装有电磁致热组件（5）。

8.根据权利要求1所述的智能变频电磁致热不间断供热机组，其特征在于：所述的机组封闭在柜体（16）内部，进水管道（9）和出水管道（11）与外部相连。

9.根据权利要求1所述的智能变频电磁致热不间断供热机组，其特征在于：所述的集中测控模块（7）中储存有设定的致热计划，自动控制多个中频驱动单元（6）连续调整功率输出。