[发明专利]与热泵相结合的电磁灶机芯冷却兼余热回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及电磁感应加热设备的冷却领域，具体涉及一种电磁感应设备的冷却以及与热泵相结合的余热回收利用系统。

背景技术

我国工业能耗约占总能耗的70％，这其中加热能耗占比很大；在民用领域，加热能耗则占据绝对主导地位。发展高效的加热技术对我国的节能降耗极其重要。目前以燃料和电为加热能源是工业和民用领域最普遍使用的加热形式。前者通过燃烧过程将燃料的化学能转化为热能，由于火焰到加热对象的热传输存在传热热阻，而且各类散热损失(包括烟气排放热损失)不可避免，最终的热利用率一般小于50％。后者通过对电阻丝通电发热来加热物体，同样由于传热过程的热阻和散热损失，热效率一般不会超过50％。而且，由于电阻丝的热惯性，实时温控难于实现。电磁感应加热的原理是：电子线路板通电产生交变磁场，置于线路板上的含金属质容器表面切割交变磁力线而在容器底部产生交变电流(即涡流)，涡流使金属原子高速无规则运动、互相碰撞、摩擦生热。因为是容器自身发热，所以热转化率特别高，可达95％。相比于燃料燃烧和电加热，电磁加热具有明显的优势：加热对象和生热源合二为一，省却了中间传热环节，因而热利用效率高，可达80％以上；电能-热能直接转化，故加热速度极快，高频电磁感应加热速度可达到每秒几十度甚至几百度；热惯性小，断电后马上断磁、加热停止，可实现精准温控；加热时不产生明火，不产生烟气，可满足特殊应用场合、尤其是军用设施内的加热要求；有可能实现异形面均匀加热。

目前的电磁灶的接受度还很低，推广应用率还不到1％，散热技术不过关是造成这些问题的主要原因。目前采用的强制空冷散热方式，风扇工作时，易把水蒸气、油污、灰尘或酸雾等带到散热器或电子元件上，散热效果差，导致工作时断时续、加热不稳定，甚至导致电路击穿、烧毁设备引起火灾等。正是这些问题的存在严重制约了电磁加热设备或产品的进一步发展和应用推广。

另一方面，由电磁灶产生的热能以及机芯的热能通常经过冷却装置带走热量并耗散在外部空间，厨房烹饪后的烟气余热则直接随着烟气排放到空气中，这样使得大部分热能得不到有效利用而白白耗散掉。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种既能保障商用电磁灶机芯冷却，又能对电磁灶产生的热能进行回收利用的集成系统，解决现有电磁加热设备散热效果较差，易损坏等问题，同时进一步提高商用厨房的能源利用率。

为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明的与热泵相结合的电磁灶机芯冷却兼余热回收系统,包括电磁灶机箱、设置在电磁灶机箱上的感应加热面和控制电磁灶工作的控制电路，上述系统还包括用于回收电磁灶机箱内产热的机箱热回收子系统、用于回收厨房烹饪所产生烟气余热的烟气热回收子系统和通过导管分别连接上述机箱热回收子系统和烟气热回收子系统并接收热能的热泵子系统。

所述热泵子系统包括第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀、冷凝器、贮水箱、水泵和压缩机，冷凝器包括有热交换水箱、冷媒导入管和冷媒导出管，压缩机出口连接冷媒导入管，第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀各自的一个端口共同连接冷媒导出管，贮水箱接有热水管和第一冷水管，第一冷水管另一端接入水泵入口，水泵出口接有第二冷水管，第二冷水管另一端接入冷凝器的热交换水箱，热水管接入冷凝器的热交换水箱。

上述的第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀是带控制通断功能的热力膨胀阀或电子膨胀阀。所述电磁灶机箱内设置有可维持机箱内恒温恒湿环境的小型风扇，所述热泵子系统采用环保冷媒作为制冷剂。

所述机箱热回收子系统包括有设置在感应加热面下的感应线圈与流体管路一体化线盘以及与其连接的线盘导出管和线盘导入管、设置在控制电路上的冷却面板以及与其连接的面板导入管和面板导出管，线盘导入管另一端连接第二膨胀阀的另一端，面板导入管另一端连接第一膨胀阀的另一端，面板导出管和线盘导出管各自另一端均连接压缩机的入口。由于使用主动蒸发制冷方式对电磁灶发热部件进行冷却，只要压缩机匹配合理是完全能够保障电磁灶线圈和IGBT部件保持在合理温度范围内的，而且在冷却的同时，它们发出的热量将通过热泵制成热水进一步使用。