新型電磁熱水器

朱江源

傳統電熱水器利用泡在水里的加熱管加熱，水電直接接觸易發生觸電事故。基于傳統電熱水器的構造原理，我將電磁加熱技術和智能化運用到電熱水器中，設計制作了新型電磁熱水器。

一、電磁感應加熱技術

電磁感應加熱技術是近年來國內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體，它在環境保護、使用壽命、安全性能等方面都具有獨特優勢。

受電磁爐加熱啟示，我將電磁加熱技術和電熱水器技術結合，替代電熱水器產生隱患的核心部件——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在的電熱水器。

如圖1所示，先將電網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通與截止狀態下，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膽的作用，產生大量渦流使水迅速加熱。新型電磁熱水器結構如圖2所示。

二、創新點

1.水電徹底分離

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

2.將電磁加熱技術與傳統電熱水器結合

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

3.增加絕緣層和保溫層，提高安全性

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

4.具有Wi-Fi智能互聯系統

在電磁熱水器加入Wi-Fi智能互聯系統進行控制，家庭成員可根據需求，利用手機對電磁熱水器進行“私人定制”。