电热互补的暖气加热及自动除垢装置的制作方法

本发明属供暖设备领域，尤其涉及一种电热互补的暖气加热及自动除垢装置。

背景技术：

随着全球能源消费剧增，煤炭、石油、天然气等资源消耗速度的加快，人们对环保、节能、无污染认识的提高和技术发展，风能和太阳能作为一种可再生能源，对它的利用得到了飞速发展，也越来越受到世界各国的重视。

加热器原理的核心的是能量转换，最广泛的就是电能转换成热能。比如电加热器，利用金属在交变磁场中产生涡流而使本身发热吸收，是电能转换成光能；比如太阳能热水器，吸收太阳光辐射热能和太阳光光能（光电效应）转换成热能两者兼有；生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用。除此之外，还有核能、风能这些能量转换模式，但是一般都需要转换成电能使用。

现有暖气片采暖设备其实除了暖气片外，还包括热源设备、管路以及其他辅材。根据材质划分，铸铁暖气片、钢制暖气片以及铜铝复合暖气片等。暖气片内的热水通过对流换热把热量传给暖气片内壁面，内壁面靠导热将热量传给外壁，外壁靠对流换热把大部分热量传给空气。

目前，普遍采用的暖气加热方式运行一段时间后，在管道及暖气片内极易出现污垢，这在一定程度上势必影响供暖设备的供暖效率。另外，由于设计上的缺陷，现有供暖系统在耗能指标上也不太理想。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种可通过电热互补方式对暖气系统进行加热并能有效清除供热管网污垢的电热互补的暖气加热及自动除垢装置。

本发明另一目的在于提供一种可充分利用太阳能等资源以及峰谷电差价，有效控制暖气管道供热温度的电热互补的暖气加热及自动除垢装置。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

电热互补的暖气加热及自动除垢装置，它包括电源电路、水管温度传感器、微处理器电路、振荡器驱动电路、电感线圈、控制电路及加热器；所述水管温度传感器的信号传输端口接微处理器电路的A/D端口；所述振荡器驱动电路的信号输入端与微处理器电路的I/O口相接；所述振荡器驱动电路的信号输出端与电感线圈的信号输入端相接；所述控制电路的信号输入端与微处理器电路的I/O口相接；所述控制电路的信号输出端与加热器的信号输入端相接；电源电路的输出端与微处理器电路的电源端相接。

作为一种优选方案，本发明还设有储能单元及发电单元；所述储能单元信号输出端分别与电源电路及控制电路的信号输入端相接；所述发电单元的信号输出端接储能单元的信号输入端。

进一步地，本发明还包括整流逆变电路；所述整流逆变电路的信号传输端口分别与市电线路及储能单元的信号传输端口相接。

进一步地，本发明还可设有时钟电路及显示电路；所述时钟电路及显示电路的信号传输端口与微处理器电路的I/O口相接。

进一步地，本发明还可设有按键电路及通信接口电路；所述按键电路及通信接口电路的信号传输端口分别接微处理器电路的信号传输端口。

进一步地，本发明所述微处理器电路可采用STM32F103VECT6芯片。

进一步地，本发明所述电感线圈采用多芯绝缘导线，电感线圈电感量为10～100nH；电感线圈线径承受10安短时10秒工作电流。

进一步地，本发明所述加热器采用80～150W的电阻式加热丝。

与现有技术相比，本发明具有积极的效果：（1）本发明的电热互补的暖气加热及自动除垢装置中，利用电磁振动法消除和防止水管结垢，避免水垢堵塞水管。（2）本发明的电热互补的暖气加热及自动除垢装置，利用光伏太阳能及市电互补方式为暖气管加热，对于储能装置储存的多余的能量还可以逆变到市电电网上，以达到环保节能的目的。（3）本发明的电热互补的暖气加热及自动除垢装置，对电磁振荡频率。加热器启动和停止的温度可以任意设定，并预留远程通信接口，便于今后集中控制和管理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1为本发明第一种实施方式原理框图。

图2为本发明第二种实施方式原理框图。

图3为本发明第三种实施方式原理框图。

图4为本发明第四种实施方式原理框图。

具体实施方式

如图1所示，电热互补的暖气加热及自动除垢装置包括电源电路、水管温度传感器、微处理器电路、振荡器驱动电路、电感线圈、控制电路及加热器；所述水管温度传感器的信号传输端口接微处理器电路的A/D端口；所述振荡器驱动电路的信号输入端与微处理器电路的I/O口相接；所述振荡器驱动电路的信号输出端与电感线圈的信号输入端相接；所述控制电路的信号输入端与微处理器电路的I/O口相接；所述控制电路的信号输出端与加热器的信号输入端相接；电源电路的输出端与微处理器电路的电源端相接。

参见图2所示，本发明还设有储能单元及发电单元；所述储能单元信号输出端分别与电源电路及控制电路的信号输入端相接；所述发电单元的信号输出端接储能单元的信号输入端。

参见图3所示，本发明还包括整流逆变电路；所述整流逆变电路的信号传输端口分别与市电线路及储能单元的信号传输端口相接。本发明还设有时钟电路及显示电路；所述时钟电路及显示电路的信号传输端口与微处理器电路的I/O口相接。

参见图4所示，本发明包括水管温度传感器、时钟电路、显示电路、微处理器电路、振荡器驱动电路、电感线圈、按键电路、通信接口电路、电源电路、储能单元、控制电路、加热器、太阳能电池、整流逆变电路、市电线路；水管温度传感器的输出端与微处理器电路的A/D端口连接；时钟电路的输出端与微处理器电路的I/O口连接；显示电路的输入端与微处理器电路的I/O口连接；振荡器驱动电路的输入端与微处理器电路的I/O口连接；振荡器驱动电路的输出端与电感线圈的接线端连接；按键电路的输出端与微处理器电路的I/O口连接；通信接口电路的输入端与微处理器电路的对应通信口连接；电源电路的输出端与微处理器电路的电源端连接；电源电路的输入端与储能单元的输出端连接；控制电路的输入端与微处理器电路的I/O口连接；控制电路的输出端与加热器的接线端连接；整流逆变电路的输出端与储能单元的第一接口连接；整流逆变电路的输入端与市电线路连接；太阳能电池的输出端与储能单元的第二接口连接。

本发明所述微处理器电路采用STM32F103VECT6芯片。本发明所述电感线圈为多芯绝缘导线，电感线圈圈数根据水管直径确定，且将电感线圈缠绕在暖气水管上，电感线圈电感量为10～100nH，电感线圈线径可承受10安短时10秒工作电流。

本发明加热器为80～150W的电阻式加热丝，缠绕在锅炉出水口水管上。

本发明可充分利用太阳能资源以及峰谷电差价，控制暖气管道供热温度，以达到节能环保的目的。本发明不但可以对于热水水管采用电磁振动法消除和防止水管结垢，避免水垢堵塞水管，还可以采用光伏太阳能及市电互补方式为暖气管加热，达到环保节能的目的。

水管温度传感器为热敏电阻，用于测量水管温度，当水管温度低于0℃时启动加热器工作，防止冬季冻裂水管，当水管温度高于10℃时控制电感线圈电流频率使其在50～1500Hz范围内连续变化，产生连续变化的电磁波，以防止水管结水垢。

储能单元可以存储夜间谷时市电电能以及来自于白天太阳能电池提供的电能，用于白天给暖气加热，对于白天也可以将多余的电能通过整流逆变电路逆变到市电电网上，若白天储能单元电能不足也可以从市电电网获得补充电能。时钟电路可采用外部时钟，也可以采用微处理器电路内部时钟，用于加热器的加热时段的控制。太阳能电池为功率60～150W，12～48V输出。显示电路为LED，主要用于显示水管温度、当天累计解热时间、当天线圈累计工作时间。按键电路为4个轻触按键，用于设定线圈振荡频率上下限，加热器启动和停止加热温度值。