CN208779504U - 液冷散热的电磁加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了液冷散热的电磁加热装置，属于电磁加热技术领域，本实用新型中的电磁加热装置，包括壳体，所述壳体内设有控制单元、发热件和液冷循环系统，所述液冷循环系统中设有循环流动的冷却液，所述液冷循环系统包括驱动冷却液流动的水泵、吸收发热件热量的吸热件、将热量排出的热交换器以及用于检测所述冷却液温度的温度传感器，所述控制单元根据所述温度传感器的检测值控制所述水泵的工作转速。本实用新型的电磁加热装置，通过测量冷却液的温度，使控制单元能够更加合理的控制水泵的转速，以降低整机的能耗。

Description

液冷散热的电磁加热装置

【技术领域】

本实用新型涉及电磁加热技术领域，尤其涉及液冷散热的电磁加热装置。

【背景技术】

电磁炉是一种广泛使用的烹饪器具，其中，电磁炉使用过程中会产生大量的热量，常用的散热方式有风冷散热和液冷散热，风冷散热往往采用风扇进行散热，然而采用风扇散热时需要在电磁炉上开设进风口和出风口，这样水或杂物易从进出风口进入电磁炉内，因此，液冷散热逐渐成为一种发展趋势。

目前，现有技术中公开一种用于电磁炉的液冷散热系统，具体包括水箱、水泵、水管、散热器、电磁线盘和温度传感器，温度传感器用于检测电磁线盘或者线路板上功率器件的温度。水箱、水泵、散热器和电磁线盘通过水管连接形成至少一个循环的液体冷却系统。电磁炉工作时，通过散热器和电磁线盘的热量被水吸收，水流动至水箱后由水箱散发到空气中，而温度传感器将检测的温度值传送给控制器，控制器根据检测温度值与预设温度值的比较结果，来控制水泵的转速，即当检测温度值高于预设温度值时，控制器控制水泵以较高的转速运行，当检测温度值低于预设温度值时，控制器控制水泵以较低的转速运行或者停止运行，以此避免水泵一直处于高速运转的工作状态，从而大大地降低了水泵的功耗。

然而，由于现有技术中的温度传感器直接检测的是发热件的温度，即散热器或电磁线盘的温度，而非水的温度，因此会出现如下误判现象：即当温度传感器检测到发热件的温度高于预设温度值，而此时水的实际温度较低时，控制器仍然控制水泵以更高的转速运行进行散热，而实际上，由于水还能吸收一定的热量，因此无需水泵以更高的转速运行散热，只需保持低速运行或者停止运行即可，在这种情况下，水泵以更高转速运行便会产生一定的热量，使得电磁炉内的热量增多，同时也会增加电磁炉的能耗，造成电能的浪费。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种液冷散热的电磁加热装置，通过测量冷却液的温度，使控制单元能够更加合理的控制水泵的转速，以降低整机的能耗。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

液冷散热的电磁加热装置，包括壳体，所述壳体内设有控制单元、发热件和液冷循环系统，所述液冷循环系统中设有循环流动的冷却液，所述液冷循环系统包括驱动冷却液流动的水泵、吸收发热件热量的吸热件、将热量排出的热交换器以及用于检测所述冷却液温度的温度传感器，所述控制单元根据所述温度传感器的检测值控制所述水泵的工作转速。

进一步的，所述温度传感器具有固定座和伸入至冷却液内并与冷却液接触的测温端，所述测温端与所述固定座固定连接。

更进一步的，所述固定座与所述测温端之间设有防止所述冷却液泄漏的密封件。

进一步的，所述温度传感器安装在所述吸热件上。

进一步的，所述发热件包括功率器件和电磁线盘，所述吸热件设在所述功率器件和/或电磁线盘上。

进一步的，所述液冷循环系统还包括储液箱，所述热交换器的出口与所述储液箱连接，所述温度传感器安装在所述储液箱上。

进一步的，所述温度传感器至少有2个，其中一个设在所述吸热件的出口和所述热交换器的进口之间，另一个设在所述热交换器的出口和所述吸热件的进口之间。

进一步的，所述水泵为可调速水泵，所述水泵具有至少2种转速。

进一步的，所述电磁加热装置还包括与所述控制单元连接的显示板或数码管，所述控制单元检测到所述温度传感器的检测值高于预设的温度报警值时，所述控制单元控制所述显示板或数码管显示报警信息。

进一步的，所述热交换器贯穿所述壳体并与所述壳体密封连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的液冷循环系统还包括热交换器，冷却液流经吸热件后会吸收热量，随后在流经热交换器的过程中，热交换器可将冷却液吸收的热量及时排出，从而有效降低冷却液的温升，分担了降温压力，降低了水泵的转速和功耗；同时由于液冷循环系统冷却原理是通过冷却液的吸热和放热进行的，因此将温度传感器设计成检测冷却液的温度，可以起到更好的温度监测效果，一旦温度传感器检测到冷却液的温度高于预设温度值时，即表明此时的冷却液无法再吸收更多的热量，如此控制单元便可以控制水泵以更高的转速运行，以加快的冷却液流动循环，从而提升冷却液的散热效果，避免了在冷却液温度不高时水泵以更高的转速运行带来的功耗大的技术问题，从而使控制单元能够更加合理的控制水泵的转速，有效降低整机的能耗。

温度传感器具有固定座和伸入至冷却液内并与冷却液接触的测温端，测温端与固定座固定连接。如此设计，能够准确测量冷却液的温度，提高温度传感器的检测精度。

固定座与测温端之间设有防止冷却液泄漏的密封件。如此设计，能够避免冷却液流失，从而保证冷却液的吸热效果。

温度传感器安装在吸热件上。由于冷却液流经吸热件处所吸收的热量最多，温度最高，因此通过检测此处冷却液的温度可以及时得知冷却液是否达到吸热上限，从而能够使控制单元及时提高水泵的转速，加快冷却液的流动，以使冷却液及时散热，保证冷却液在吸热件处能够继续吸热，从而提高了液冷循环系统的散热效果。

发热件包括功率器件和电磁线盘，吸热件设在功率器件和/或电磁线盘上。如此设计，能够使功率器件和/或电磁线盘的得到及时有效的散热，保证了功率器件和/或电磁线盘的正常运行，延长了功率器件和/或电磁线盘的使用寿命。

液冷循环系统还包括储液箱，热交换器的出口与储液箱连接，温度传感器安装在储液箱上。流经储液箱处的冷却液的温度值最低，通过检测此处冷却液的温度可以判断经过热交换器散热后，冷却液是否还具备较强的吸热能力，从而能够使控制单元及时调整水泵的转速，以保证冷却液流经储液箱后具有较强的吸热能力，使发热件能够得到有效的散热。

温度传感器至少有2个，其中一个设在吸热件的出口和热交换器的进口之间，另一个设在热交换器的出口和吸热件的进口之间。如此设计，能够检测到冷却液流经热交换器前、后的温度。

电磁加热装置还包括与控制单元连接的显示板或数码管，控制单元检测到温度传感器的检测值高于预设的温度报警值时，控制单元控制显示板或数码管显示报警信息。如此设计，能够提醒用户及时关闭电磁加热装置，防止因发热件无法散热而温度过高导致烧坏。

热交换器贯穿壳体并与壳体密封连接。如此设计，能够使冷却液与外界空气进行热交换以进行散热，同时也能避免灰尘进入壳体内。

本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例一中电磁加热装置的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中温度传感器安装在吸热件上的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一中控制单元控制水泵转速的流程图；

图4为本实用新型实施例一中结冰保护程序流程图；

图5为本实用新型实施例二中温度传感器安装在储液箱上的结构示意图。

附图标记：

1、电磁线盘；2、储液箱；3、水泵；4、吸热件；5、热交换器；6、温度传感器；61、固定座；62、测温端；7、密封件。

【具体实施方式】

本实用新型中液冷散热的电磁加热装置，包括壳体，所述壳体内设有控制单元、发热件和液冷循环系统，所述液冷循环系统中设有循环流动的冷却液，所述液冷循环系统包括驱动冷却液流动的水泵、吸收发热件热量的吸热件、将热量排出的热交换器以及用于检测所述冷却液温度的温度传感器，所述控制单元根据所述温度传感器的检测值控制所述水泵的工作转速。

本实用新型的液冷循环系统还包括热交换器，冷却液流经吸热件后会吸收热量，随后在流经热交换器的过程中，热交换器可将冷却液吸收的热量及时排出，从而有效降低冷却液的温升，分担了降温压力，降低了水泵的转速和功耗；同时由于液冷循环系统冷却原理是通过冷却液的吸热和放热进行的，因此将温度传感器设计成检测冷却液的温度，可以起到更好的温度监测效果，一旦温度传感器检测到冷却液的温度高于预设温度值时，即表明此时的冷却液无法再吸收更多的热量，如此控制单元便可以控制水泵以更高的转速运行，以加快的冷却液流动循环，从而提升冷却液的散热效果，避免了在冷却液温度不高时水泵以更高的转速运行带来的功耗大的技术问题，从而使控制单元能够更加合理的控制水泵的转速，有效降低整机的能耗。

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至2所示，本优选实施例中液冷散热的电磁加热装置为电磁炉，电磁炉包括壳体，壳体内设有控制单元、发热件和液冷循环系统，发热件包括设在电路板上的功率器件和电磁线盘1，功率器件包括IGBT、桥堆、电容、三极管、变压器中的一种或多种，液冷循环系统中设有循环流动的冷却液，液冷循环系统包括储液箱2、驱动冷却液流动的水泵3、吸收发热件热量的吸热件4、将热量排出的热交换器5以及用于检测冷却液温度的温度传感器6，本实施例中的水泵3为可调速水泵，且水泵3具有至少2种转速，温度传感器6与控制单元连接，热交换器5贯穿壳体并与壳体密封连接，如此一来，能够使冷却液与外界空气进行热交换以进行散热，同时也能避免灰尘进入壳体内。

本实施例液冷循环系统中储液箱2的出口与吸热件4的进口连通，吸热件4的出口与热交换器5的进口连通，热交换器5的出口与水泵3的进口连通，水泵3的出口与储液箱2的进口连通，控制单元根据温度传感器6的检测值控制水泵3的工作转速。

电磁炉工作时，冷却液流经吸热件4后会吸收热量，随后在流经热交换器5的过程中，热交换器5可将冷却液吸收的热量及时排出，从而有效降低冷却液的温升，分担了降温压力，降低了水泵3的转速和功耗；同时由于液冷循环系统冷却原理是通过冷却液的吸热和放热进行的，因此将温度传感器5设计成检测冷却液的温度，可以起到更好的温度监测效果，一旦温度传感器5检测到冷却液的温度高于预设温度值时，即表明此时的冷却液无法再吸收更多的热量，如此控制单元便可以控制水泵3以更高的转速运行，以加快的冷却液流动循环，从而提升冷却液的散热效果，避免了在冷却液温度不高时水泵以更高的转速运行带来的功耗大和噪音大的技术问题，从而使控制单元能够更加合理的控制水泵3的转速，有效降低整机的能耗。

为了能够准确测量冷却液的温度，提高温度传感器6的检测精度，本实施例中的温度传感器6具有固定座61和伸入至冷却液内并与冷却液接触的测温端62，测温端62与固定座61固定连接。

本实施例中的温度传感器6安装在吸热件4上，吸热件4为具有腔体的金属壳，吸热件4有两个，其中一个安装在功率器件的顶部，另一个安装在电磁线盘1的底部，如此一来，能够使功率器件和电磁线盘1得到及时有效的散热，保证了功率器件和电磁线盘1的正常运行，延长了功率器件和电磁线盘1的使用寿命。测温端62伸入腔体内与冷却液接触测温，吸热件4吸收的热量会被流经吸热件4处的冷却液吸收，由于吸热件4安装在发热件上，因此流经吸热件4腔体处的冷却液吸收的热量最多，温度最高，因此通过检测此处冷却液的温度可以及时得知冷却液是否达到吸热上限，从而能够使控制单元及时提高水泵3的转速，加快冷却液的流动，以使冷却液得到及时散热，保证冷却液在吸热件4处能够继续吸热，从而提高了液冷循环系统的散热效果。

具体的，本实施例中温度传感器6通过固定座61安装在金属壳上，金属壳体上设有螺纹孔，固定座61具有与螺纹孔螺纹连接的螺纹柱，螺纹柱的内端与测温端62连接，固定座61与测温端62之间设有防止冷却液泄漏的密封件7，密封件7压装在固定座61和金属壳之间，以避免冷却液流失，从而保证冷却液的吸热效果。

可以理解的是，温度传感器的数量还可为一个，吸热件的数量为一个，吸热件安装在功率器件的顶部或电磁线盘底部，温度传感器安装在吸热件上。

需要说明的是，本实用新型中所谓的检测冷却液温度，与冷却液接触检测只是优选的情况，也可不与冷却液直接接触，而是测量液冷循环系统外表面的温度，例如管路表面温度、吸热件表面温度、储液箱表面温度等，即温度传感器的温度端与管路表面接触或者吸热件表面接触或者储液箱表面接触，如此也可以近似认为是冷却液的温度。

本实施例中的电磁炉还包括与控制单元连接的显示板或数码管，控制单元检测到温度传感器的检测值高于预设的温度报警值时，控制单元控制显示板或数码管显示报警信息。如此一来，能够提醒用户及时关闭电磁炉，防止因发热件无法散热而温度过高导致烧坏。

如图3所示，本实施例中控制单元根据温度传感器6的检测值控制水泵3的工作转速的流程如下：首先控制单元会预先设定有第一预设温度T1、第二预设温度T2和温度报警值T_预，满足T1＜T2＜T_预，本实施例中冷却液为水，则T1优选40℃～50℃，T2优选60℃～80℃，T_预优选90℃～100℃。当然，本领域技术人员还可选用其他的冷却液，例如氯化钠溶液或氯化钙溶液，并根据冷却液的比热容设定相应的第一预设温度T1、第二预设温度T2和温度报警值T_预，在此不再详述。

电磁炉开始工作，此时电磁炉的初始功率为P0，水泵3的工作转速为n＝0，电磁炉开始加热，同时温度传感器6开始检测水的温度T，并实时将检测到的温度值传送给控制单元，控制单元将当下的两个温度T与第一预设温度T1相比较，若两个温度传感器6检测的温度T均小于T1，则控制单元控制水泵3继续以n＝0的转速和初始功率P0运行，运行一段时间后，若其中一个温度传感器6检测的温度T满足：T1≤T＜T2，则控制单元控制水泵3执行转速n1，n1＞n，加快水的流动，使水能够及时散热，并执行功率P1，P1＞P0，运行一段时间后，水温逐渐升高，若此时其中一个温度传感器6检测的温度T满足：T2≤T＜T_预，则控制单元控制水泵3执行转速n2，n2＞n1，并执行功率P2，且P2＜P1；随着电磁炉的运行，水温继续上升，若此时其中一个温度传感器6检测的温度T达到T_预，则水泵3仍以转速n2工作，电磁炉输出功率的为0，控制单元控制显示板或数码管显示报警信息。

当然，本领域技术人员还可在温度T达到T_预时，控制水泵3仍以转速n2工作，使电磁炉以间隙加热的方式工作一段时间，若水温仍然高于T_预，则控制显示板或数码管显示报警信息，并使电磁炉输出功率的为0。

本实施例中的控制单元还设有结冰保护程序，控制单元还预先设定有第三预设温度T3，T3优选1℃，当然，本领域还可选用其他的冷却液，例如氯化钠溶液或氯化钙溶液，并根据冷却液的凝固温度设定相应的第三预设温度T3，在此不再详述。

如图4所示，当本实施例中的电磁炉在寒冷地区使用时，若控制单元检测到温度传感器6检测的温度值T低于T3时，启动解冻程序，即电磁炉以间隙加热的模式运行，以能通过解冻程序逐渐融化结冰，保证循环水路的畅通循环；同时也能防止水泵3在水路堵住不通的情况下空转过载造成损坏；若检测到温度值T高于T3时，则控制电磁炉进入正常加热程序。

实施例二、

如图5所示，与实施例一相比，本实施例中的温度传感器6安装在储液箱2上，温度传感器6的安装方式与实施例一相同，在此不再详述。由于流经储液箱处的冷却液的温度值最低，通过将此处冷却液的温度和预设的温度值相比，就可以判断经过热交换器散热后，冷却液是否还具备较强的吸热能力，从而能够使控制单元及时调整水泵的转速，以保证冷却液流经储液箱后具有较强的吸热能力，使发热件能够得到有效的散热。

可以理解的是，为了能够检测到冷却液流经热交换器前、后的温度，两个温度传感器中一个还可设在吸热件的出口和热交换器的进口之间，另一个设在热交换器的出口和吸热件的进口之间，控制单元根据两个温度传感器的差值可以判定热交换器的散热效果，并根据两个温度传感器其中一个的检测值控制水泵的工作转速，以使冷却液在进入吸热件前具有较强的吸热能力。

本实用新型仅以电磁炉为例阐述了本实用新型的效果，可以理解，本实用新型的结构也可以运用在电磁加热的保温器、电饭煲或电压力煲上。这种非本质的变化也在本实用新型保护范围内。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.液冷散热的电磁加热装置，包括壳体，所述壳体内设有控制单元、发热件和液冷循环系统，所述液冷循环系统中设有循环流动的冷却液，其特征在于，所述液冷循环系统包括驱动冷却液流动的水泵、吸收发热件热量的吸热件、将热量排出的热交换器以及用于检测所述冷却液温度的温度传感器，所述控制单元根据所述温度传感器的检测值控制所述水泵的工作转速。

2.根据权利要求1所述的液冷散热的电磁加热装置，其特征在于，所述温度传感器具有固定座和伸入至冷却液内并与冷却液接触的测温端，所述测温端与所述固定座固定连接。

3.根据权利要求2所述的液冷散热的电磁加热装置，其特征在于，所述固定座与所述测温端之间设有防止所述冷却液泄漏的密封件。

4.根据权利要求1所述的液冷散热的电磁加热装置，其特征在于，所述温度传感器安装在所述吸热件上。

5.根据权利要求1所述的液冷散热的电磁加热装置，其特征在于，所述发热件包括功率器件和电磁线盘，所述吸热件设在所述功率器件和/或电磁线盘上。

6.根据权利要求1所述的液冷散热的电磁加热装置，其特征在于，所述液冷循环系统还包括储液箱，所述热交换器的出口与所述储液箱连接，所述温度传感器安装在所述储液箱上。

7.根据权利要求1所述的液冷散热的电磁加热装置，其特征在于，所述温度传感器至少有2个，其中一个设在所述吸热件的出口和所述热交换器的进口之间，另一个设在所述热交换器的出口和所述吸热件的进口之间。

8.根据权利要求1所述的液冷散热的电磁加热装置，其特征在于，所述水泵为可调速水泵，所述水泵具有至少2种转速。

9.根据权利要求1至8之一所述的液冷散热的电磁加热装置，其特征在于，所述电磁加热装置还包括与所述控制单元连接的显示板或数码管，所述控制单元检测到所述温度传感器的检测值高于预设的温度报警值时，所述控制单元控制所述显示板或数码管显示报警信息。

10.根据权利要求1至8之一所述的液冷散热的电磁加热装置，其特征在于，所述热交换器贯穿所述壳体并与所述壳体密封连接。