[发明专利]即热型高频涡流式电热水器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电热水器，特别是涉及一种即热型高频涡流式电热水器。

背景技术

目前，市面上主要存在以下3种热水器：燃气热水器、太阳能热水器和储水式电热水器。燃气热水器因其安全隐患和越来越高的使用成本正逐步淡出热水器市场。太阳能热水器因其严格受天气、气候及安装条件的影响，使得其很难占有更大的市场份额。储水式电热水器由于体积庞大、预热时间较长、热量应用率不高等原因，也已不适应现代生活的节奏。

中国专利CN1626986公开一种水管式盥洗沐浴电热水器，包括含有高频谐振线圈的控制电路，一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管，该水管进水口通水池，出水口接有水龙头，所述的高频谐振线圈套在所述的一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管上；水流冲击式无触点开关与所述的一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管串接相通，水流冲击式无触点开关的壳体使用对磁场无屏蔽作用的材料制造，采用水流冲击式无触点开关控制所述的含有高频谐振线圈的控制电路的市电电源。该热水器既有普通电热水器干净无污染物排放的优点，又有燃气热水器打开水龙头一会儿就得热水使用的长处，体积小，能量转换效率高，操作方便。

发明内容

本发明的目的是针对现有热水器中存在的不足，提供一种加热快、效率高、安全性高、环保等特点的即热型高频涡流式电热水器。

本发明设有加热水槽、功率驱动电路和控制单元；所述加热水槽设有槽体、加热板和励磁线圈，槽体上设有进水口和出水口，加热板设于槽体内，励磁线圈缠绕在槽体外侧；所述控制单元的控制信号输出端接功率驱动电路控制端，功率驱动电路的脉宽可调PWM信号输出端接励磁线圈以产生交变磁场。

所述功率驱动电路可设有电源模块、驱动电路和全桥高频逆变电路(IGBT)，所述控制单元设有过压保护电路、单片机、温度检测电路、过流保护电路、键盘和液晶显示器；所述电源模块输出端分别与全桥高频逆变电路、驱动电路、过压保护电路和单片机电连接，驱动电路的脉宽可调PWM信号输出端接全桥高频逆变电路的输入端，全桥高频逆变电路的输出端分别接励磁线圈和温度检测电路，驱动电路与单片机连接，过压保护电路的输出端接单片机的输入端口，温度检测电路和过流保护电路的输出端分别接单片机的输入端口，键盘的输出端与单片机的输入端口连接，过流保护电路的输入端与励磁线圈连接，单片机的输出端口与液晶显示器的输入端连接。

所述驱动电路可采用PWM驱动电路，其型号可采用UC3846型。

所述单片机可采用AVR单片机Mega16L。

当交变磁场的磁力线穿过高磁导率的加热板时，立即产生涡流热效应，使加热板本身自行高速发热，使加热水槽内的水得到加热；所述励磁线圈是由纯铜组成，主要用于励磁作用。

所述电源模块分别整流输出约300V直流电供给全桥高频逆变电路、5V直流电供单片机工作和提供24V直流电供PWM驱动电路工作。

所述PWM驱动电路输出脉宽可调的PWM信号，进而控制输出电压（电流）大小，最终调节温度。

所述全桥高频逆变电路（IGBT）实现逆变功能，将直流电压转变为高频交流方波信号。

所述AVR单片机Mega16L是一个程序控制器，执行整个电涡流热水器的各种程序控制并存储相应的数据。

本发明采用过流保护电路、过压保护电路和温度检测电路组成检测与保护电路，用于对系统的保护。

本发明基于电磁加热方法，采用高频IGBT逆变技术，在程序控制的协调控制作用下使IGBT器件产生了高频的交变电流，交变的磁场能量，从而加热筒内的水。具有如下特点：1．由于采用高频交变的磁场在金属体内产生涡电流，使金属体发热对水进行加热，又由于加热面积变大，使加热速度加快。同时电磁加热的方式电热效率高，电热效率可达90％。2．这种电磁加热的方式实现了完全的水电分离，增强了热水器的安全性能。3．体积小，占地面积少，易于安装、运行、维护。

本发明借鉴了电磁炉技术，将电磁涡流加热技术应用于热水器，由于电磁加热中加热圈本身并不发热，而且是采用绝缘材料和高温电缆制造，因此不存在原电热圈的电阻丝在高温状态下氧化而缩短使用寿命的问题。具有使用寿命长、升温速率快、无需要维修等优点，减少了维修时间，降低了成本。运行可靠，多闭环智能控制系统和完善的保护系统，保证设备长期安全可靠的运行。即热型高频涡流式电热水器通过脉宽调制原理及高频开关电源产生20～40KHz高频电流流过驱动线圈，在金属体内产生涡流，加热金属，金属材料内部设计有适水流通过，水流过金属板时被加热，从而得到源源不断的热水。