新型电磁热水器

朱江源

传统电热水器利用泡在水里的加热管加热，水电直接接触易发生触电事故。基于传统电热水器的构造原理，我将电磁加热技术和智能化运用到电热水器中，设计制作了新型电磁热水器。

一、电磁感应加热技术

电磁感应加热技术是近年来国内新兴的电能利用方式，由于加热过程是通过电磁场直接作用于被加热导体，它在环境保护、使用寿命、安全性能等方面都具有独特优势。

受电磁炉加热启示，我将电磁加热技术和电热水器技术结合，替代电热水器产生隐患的核心部件——电加热棒，这样新型电磁热水器无论在使用寿命、安全性甚至热效率等方面将大幅度超越现在的电热水器。

如图1所示，先将电网的工频交流电通过整流、滤波变成单向脉冲的直流电（即AC-DC），通过扼流圈L和滤波电容C后，再由励磁线圈L1与谐振电容C1以及IGBT管组成谐振逆变电路，将直流电转化为高频交变电流，高频交流电作用于励磁线圈L1。

励磁线圈L1是一个形状特殊的电感器，用于输出加热功率，在IGBT管高速且周期性的導通与截止状态下，不断从电源得到因自身损耗而消耗的能量，在励磁线圈的周围形成高频磁场。该磁场通过绝缘层与金属内胆的作用，产生大量涡流使水迅速加热。新型电磁热水器结构如图2所示。

二、创新点

1.水电彻底分离

采用电磁加热原理在电热水器内胆外对金属容器加热，电磁发热芯由外壁磁场感应发热，与电路无任何连接，杜绝了漏电的安全隐患。

2.将电磁加热技术与传统电热水器结合

利用电磁加热的电磁感应原理，将电能转换为磁热能，在控制器内由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20KHz至40KHz的高频电压，高速变化的电流通过线圈会产生高速磁场，当磁场内部的磁力线通过电热水器内胆时会产生无数的小涡流，使热水器内胆内的水自行高速发热。

3.增加绝缘层和保温层，提高安全性

本设计在电磁线圈和内胆之间间隙的位置增加了绝缘层和保温层，在不影响磁能发热的情况下可有效保持内胆中的水温，提高了热效率。

4.具有Wi-Fi智能互联系统

在电磁热水器加入Wi-Fi智能互联系统进行控制，家庭成员可根据需求，利用手机对电磁热水器进行“私人定制”。