新型電磁熱水器

朱江源

傳統(tǒng)電熱水器利用泡在水里的加熱管加熱，水電直接接觸易發(fā)生觸電事故?；趥鹘y(tǒng)電熱水器的構(gòu)造原理，我將電磁加熱技術(shù)和智能化運用到電熱水器中，設(shè)計制作了新型電磁熱水器。

一、電磁感應(yīng)加熱技術(shù)

電磁感應(yīng)加熱技術(shù)是近年來國內(nèi)新興的電能利用方式，由于加熱過程是通過電磁場直接作用于被加熱導(dǎo)體，它在環(huán)境保護、使用壽命、安全性能等方面都具有獨特優(yōu)勢。

受電磁爐加熱啟示，我將電磁加熱技術(shù)和電熱水器技術(shù)結(jié)合，替代電熱水器產(chǎn)生隱患的核心部件——電加熱棒，這樣新型電磁熱水器無論在使用壽命、安全性甚至熱效率等方面將大幅度超越現(xiàn)在的電熱水器。

如圖1所示，先將電網(wǎng)的工頻交流電通過整流、濾波變成單向脈沖的直流電（即AC-DC），通過扼流圈L和濾波電容C后，再由勵磁線圈L1與諧振電容C1以及IGBT管組成諧振逆變電路，將直流電轉(zhuǎn)化為高頻交變電流，高頻交流電作用于勵磁線圈L1。

勵磁線圈L1是一個形狀特殊的電感器，用于輸出加熱功率，在IGBT管高速且周期性的導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)下，不斷從電源得到因自身損耗而消耗的能量，在勵磁線圈的周圍形成高頻磁場。該磁場通過絕緣層與金屬內(nèi)膽的作用，產(chǎn)生大量渦流使水迅速加熱。新型電磁熱水器結(jié)構(gòu)如圖2所示。

二、創(chuàng)新點

1.水電徹底分離

采用電磁加熱原理在電熱水器內(nèi)膽外對金屬容器加熱，電磁發(fā)熱芯由外壁磁場感應(yīng)發(fā)熱，與電路無任何連接，杜絕了漏電的安全隱患。

2.將電磁加熱技術(shù)與傳統(tǒng)電熱水器結(jié)合

利用電磁加熱的電磁感應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)換為磁熱能，在控制器內(nèi)由整流電路將50/60Hz的交流電壓變成直流電壓，再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20KHz至40KHz的高頻電壓，高速變化的電流通過線圈會產(chǎn)生高速磁場，當(dāng)磁場內(nèi)部的磁力線通過電熱水器內(nèi)膽時會產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使熱水器內(nèi)膽內(nèi)的水自行高速發(fā)熱。

3.增加絕緣層和保溫層，提高安全性

本設(shè)計在電磁線圈和內(nèi)膽之間間隙的位置增加了絕緣層和保溫層，在不影響磁能發(fā)熱的情況下可有效保持內(nèi)膽中的水溫，提高了熱效率。

4.具有Wi-Fi智能互聯(lián)系統(tǒng)

在電磁熱水器加入Wi-Fi智能互聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行控制，家庭成員可根據(jù)需求，利用手機對電磁熱水器進(jìn)行“私人定制”。