[发明专利]电水壶加热盘及其构成的电水壶

说明书

技术领域

本发明涉及一种家用电器，具体而言涉及一种电水壶加热盘及其构成的电水壶。

背景技术

目前使用的电热水壶加热方式大多采用底部发热盘加热方法。这种发热盘是一个内嵌电热管的铝合金圆盘，发热盘中的电热管都是单圈Ω型。电能通过内嵌的电发热管转换成热能，铝合金圆盘再把热能传递给不锈钢的壶体。这个传递过程当中，能量传递相对较慢，且在多次传递过程中有相当大一部分能量损耗。而且因局部高温加热，在底部与加热盘相连处的壶体内底部容易结水垢。

使用电水壶煮水过程中，会产生大小不一的噪声。根据“GB 19606-2004家用和类似用途电器噪声限值”的条款，并未对电水壶噪声给出限值要求。因此目前阶段电水壶不评估噪声等级。但随着对产品性能越来越高的要求，人们已经意识到需要处理电水壶的噪声问题。

电水壶在把冷水煮沸的过程中，随着壶内水温上升，壶内噪声水平越来越高；在达到沸点前，噪声水平会有小幅的下降。噪声来源于壶内待煮的水的振动，振动起因来源于两个方面：1.煮水过程中由于热传导的作用，待煮水由于在不同部位之间存在明显的温差，水体发生紊流，水体因紊流作用导致振动，从而发声，这是电水壶煮水产生噪声的最主要原因；2.对水持续加热，由于对流以及溶解在水中的气泡不断地将热能带至中上层，使整个容器的水温趋于一致。在这个过程中，溶解在冷水中的空气浓度在水的不同部位是不一样的。根据热力学定理PV/T＝常数，在等压条件下，随着温度T上升，P变小，气泡的V也变大，由于存在热对流，气泡在上升过程中走的是曲线路径。部分气泡与水分子发生碰撞，发生破裂而振动发声，从而会产生声音。

经过在消音室对电水壶煮水过程进行实际测试，发现在频域上，噪声能量主要集中在1000Hz附近。这表明，热量在水分子中传导时，水分子的振动效应很强。从节能角度来看，煮水过程发生声响的能量，来自于电能转换的热能的一部分，是电能的一种转变形式。因此声能越大，煮水过程的能源利用效率就越低。对电水壶的能效进行测试后发现，噪声能量所占比重较小。

目前市场上几乎所有的便携式电水壶，都是使用发热盘置于底部进行加热。出于成本的考虑，绝大多数发热盘都是单圈Ω型。为降低加热过程中局部加热区域过热的程度，可以通过以下两个途径进行处理。根据下面的电热丝发热功率计算公式：P=VI=V2R---(1)]]>

R=ρls---(2)]]>

上式中P为功率，V为电压，I为电流，R为电阻，ρ为电阻丝的电阻率，l为长度，s为截面积。一个途径是降低发热功率。根据《中华人民共和国城市区域噪声标准》，较为适宜的噪声等级为不超过45dB。对环境友好型的电水壶，在工作时产生的噪声也应该在这个范围内。测试不同功率电水壶的噪声水平，发现其噪声一般都在60～65dB范围内，有些电水壶的噪声可以达到70dB以上。对于额定功率为1.5kW的电水壶，发热功率降低到额定功率的80％时，噪声可以降低约5dB。如果使用现有类型的电水壶，只能使用约50％的功率，这样对于煮水的效率就大打折扣。在不降低功率的前提下，当不改变ρ时，可以降低单位长度电加热丝的电压降。为此，可以增长电热丝的长度l，同时增加电热丝的横截面积s。或者，在不改变s的情况下，降低ρ，而提高l。