高效節能電磁感應加熱器的制作方法

技術領域本實用新型涉及一種熱效率高、節能的電磁感應加熱器。
    目前公知的電熱寶、電暖器、電熱水器都采用電阻絲和電熱管加熱。
    本實用新型的目的是提供一種可以設計成幾十瓦至上千瓦的電磁感應加熱器，它能應用在電熱寶、電暖器、電熱水器領域做加熱部件。
    本實用新型是這樣實現的在特制的五柱型變壓器鐵芯的中間主磁柱上，裝有一組電壓為二百二十伏的初級線圈，一組和初級線圈同在一個骨架上的次級主加熱線圈，在其余四個磁柱上分別裝有二組次級付加熱線圈，在相鄰的二磁柱之間橫向位置上各裝有一組次級付加熱線圈。所有的次級加熱線圈各自頭尾做電氣聯接，接成短路狀態。本實用新型的工作原理是這樣的，當初級線圈通上220伏電流電，初級線圈中產生激磁電流，在激磁電流的作用下，鐵芯中產生交變的磁通，磁通在閉合的磁路中穿過初級和次級線圈。由于電磁感應的作用，在所有的次級線圈中都感應出交變的電動勢。因為次級線圈都工作在短路狀態，在所有的次級線圈中都形成20安培以上的電流，在次級線圈中產生大量的熱能。根據焦耳楞茨定律“通過導體的電流所產生的熱量和電流的平方、導體電阻與通電時間成正比”。隨著時間的增加次級線圈發生的熱量使鐵芯的溫度很快升高。根據能量轉換原理的有關論述“通電導體產生的熱量而形成的溫升，沒有理論上的溫度上限，只要導體不損壞，這種溫升就不會停止”。在本實用新型電磁感應加熱器中，只要初級線圈不損壞，絕緣強度等級按H級設計，選擇居里溫度200℃的硅鋼片，可以產生180℃以下的高溫。
    由于采用上述方案，本實用新型電磁感應加熱器具有電路簡單、熱效率高，耗電低的特點。可以用它對水和油進行直接加熱，它主要應用在電暖器、電熱水器中做加熱部件。
以下對本實用新型作進一步說明。
    (1)初級線圈；(2)次級主加熱線圈；(3)次級付加熱線圈；(4)鐵芯初級線圈的骨架采用CJ10-100A的交流接觸器線圈骨架，用直徑0.47電磁線繞836圈，浸絕緣等級H級的絕緣漆、線圈外部用耐油、耐沸水、耐200℃高溫的504超級膠粘劑做防水密封。次級主加熱線圈用直徑1.25電磁線，在經密封后的初級線圈上繞15圈，頭尾連接，并且用焊錫焊接頭。次級付加熱線圈(3)用直徑1.18電磁線繞10圈，繞12組，各自頭尾連接并錫焊。初級線圈(1)次級線圈(3)按圖2所示的位置安裝，鐵芯四角用螺絲緊固。
    實施示例1用于電熱水器上的加熱模擬實驗。用二只容器各放水12Kg，水溫是自然條件自來水的水溫9℃，在環境溫度相同的條件下，一只容器用1000W電熱管加熱，一只容器用電磁感應加熱器加熱，直接把電熱管和電磁感應加熱器放入水中，只引出電源線，同時通電加熱。溶器中的水溫，由9℃升至60℃，電熱管用74分鐘，用電度表計量，用電1.233KW/H(度)1克水升高1℃，要用1卡熱量，12Kg水升高1℃要12千卡熱量。12Kg水由9℃升至60℃要用的熱量是Q＝12×(60-9)＝612千卡電熱管在74分鐘的時間里發出的總熱量是Q＝0.24×1×74×60＝1065.6千卡在加熱過程中電熱管產生的總熱量減去實際需要的熱量計算損失的熱量是1065.6千卡-612千卡＝453.6千卡電熱管的熱損失是453.6千卡/1065.6千卡＝42.6％，電熱管的熱效率是57.4％。
    另一只容器中的水溫由9℃升至60℃用142分鐘，用電度表計量用電0.946KW/H(度)。
    在加熱過程中電磁感應加熱器共產生的熱量是Q＝0.24×0.4×142×60＝817.9千卡。
    用產生的總熱量減去實際需要的熱量計算出損失的熱量是817.9-612＝205.9千卡，電磁感應加熱器的熱損失是205.9/817.9＝25.2％，電磁感應加熱器的熱效率是74.8％。經計算試驗用的電磁感應加熱器功率是400W。
    電磁感應加熱器和電熱管在同樣環境條件下，加熱12Kg水、由9℃升至60℃，電磁感應加熱器比電熱管節電0.287KW/H(度)節電23.3％。
    電熱管的熱效率57.4％，電磁感應加熱器的效率74.8％，電磁感應加熱器的熱效率比電熱管的熱效率高17.4％。
    實施示例2用于電暖器上的加熱模擬實驗用二只容器各放入6Kg變壓器油，一只容器用電熱管加熱，一只容器用電磁感應加熱器加熱。在只引出電源線的情況下，同時通電加熱，油的溫度從20℃升至100℃，電熱管用30分鐘，用電度表計量，用電0.5KW/H(度)，變壓器油屬于礦物油、礦物油普通溫度下的比熱一般取0.4，每克變壓器油升1℃需要0.4升卡的熱量，6Kg的變壓器升高100℃-20℃需要用Q＝0.4×(100-20)×6＝192千卡熱量。
    電熱管30分鐘產生的熱量Q＝0.24×1×30×60＝432千卡，
    電熱管的熱損失為432千卡-192千卡＝240千卡，240千卡/432千卡＝55.5％，熱效率為44.5％。
    電磁感應加熱器從20℃升至100℃用45分鐘，用電度表計量用電0.3KW/H(度)產生的熱量Q＝0.24×0.4×45×60＝259.2千卡，電磁感應加熱器熱損失259.2千卡-192千卡＝67.2千卡，67.2千卡/259.2千卡＝26％，熱效率為74％。
    電磁感應加熱器比電熱管節電0.2KW/H(度)，節電40％，熱效率比電熱管高74％-44.5％＝29.5％。
本實用新型電磁感應加熱器的特征是它由五柱型鐵芯，一組初級線圈，一組和初級線圈同繞在一個骨架上的次級主加熱線圈，十二組次級付加熱線圈所組成的電磁感應式加熱器，它的特征還在于所有的次級加熱線圈都各自頭尾連接，工作在短路狀態。它具有結構簡單、散熱面積大、熱效率高、節電的優點。根據不同的熱量要求，可以在不改變鐵芯尺寸的前提下，僅改變初級和次級主加熱線圈的圈數和線徑，設計出幾十瓦至上千瓦的電磁感加熱器，經過反復試驗，鐵芯可以用E字型硅鋼片拼接代替，所有的次級加熱線圈都可以用裸金屬導線繞制，次級主加熱線圈可以用若干組，付加熱線圈也可以增加若干組，都可以增加鐵芯的熱量，本實用新型電磁感應加熱器去掉次級主加熱線圈能應用在電熱寶等領域，開發電熱腳墊、電熱椅等新產品。
    1.一種由一組初級線圈(1)，一組次級主加熱線圈(2)，十二組次級付加熱線圈(3)，一套五柱型變壓器鐵芯(4)所組成的高效節能電磁感應加熱器，其特征是根據能量轉換和電磁感應原理使次級主加熱線圈、十二組次級付加熱線圈、五柱型鐵芯都成為加熱源的加熱器，并且它的所有次級加熱線圈都工作在短路狀態。
    2.加熱器的鐵芯，是五柱型，并且可以用E字型鐵芯拼接代替。
    3.次級主加熱線圈，十二組次級付加熱線圈各自頭尾連接。
    本實用新型公開了一種高效節能電磁感應加熱器,它是由一組初級線圈,一組次級主加熱線圈,十二組或若干組次級副加熱線圈,一套五柱型變壓器鐵芯所組成的電磁感應式加熱器,可以用在電熱水器、電暖器等領域做加熱部件,高效節能電磁感應加熱器熱效率高、節電明顯、去掉次級主加熱線圈后,可以應用在電熱寶等領域。
來源： 碧源達 http://www.czyexin.cn/show-23-118.html