一种电磁感应加热体及包含其的加热设备的制作方法

本发明涉及加热设备技术领域。更具体地，涉及一种电磁感应加热体及包含其的加热设备。

背景技术：

目前，工业和民用领域的加热方式主要以燃煤、天然气、电、导热油、电阻丝、电热管、高频电磁等方式获得热源，但是上述加热方式不可避免的存在能耗大、污染环境以及运行费用高等问题。

电磁感应加热的方式是目前加热的主流，与其它加热方法相比，其优点在于可快速升温、可局部对对象加热、高安全性、无排放一氧化碳(CO)。现有的电磁感应加热装置利用电磁感应加热的原理，在感应线圈中通入可调变频率的交流电，以产生感应磁场。所产生的磁力线通过待加热对象上会产生感应电流，也就是所谓的涡电流(eddy current)。待加热对象因为涡电流与对象之间的电阻而造成焦耳热，而达到感应加热的目的。现有的电磁感应加热方式选用高频交流电，这种电磁感应加热方式的电热转化率低，能耗大，运行成本高，不利于节能减排。

因此，需要提供一种能够节能的电磁感应加热装置，用来提供电热转化率，降低能耗和运行成本，实现节能减排。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种电磁感应加热体。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种电磁感应加热体，该加热体包括感应线圈、金属体和电磁屏蔽装置，其中

感应线圈经绝缘处理后通有预设交流电以产生电磁感应。

金属体在电磁感应作用下产生热量。金属体的设置应以能够处于电磁感应范围内为标准，可以设置于感应线圈内部，也可以将电磁感应线圈包括在金属体内部。

电磁屏蔽装置设置于感应线圈、金属体和换热管路外部，用于为加热体进行电磁屏蔽。

优选地，加热体还包括换热管路，金属体将热量导至换热管路，换热管路与金属体贴合设置以将热量导出。换热管路与金属体有多种贴合方式，可以将导热管路嵌在金属体内部，也可以围绕在金属体的外表，或者可以将导热管设置为金属体内部的空腔管路。

优选地，金属体材料为银、铜、铁、铝及其合金。

优选地，换热管路嵌入金属体内部或围绕于金属体外部。

优选地，换热管路内设有循环的导热介质。

进一步优选地，导热介质为水或导热油。

优选地，导热管路材料为铜、铁、不锈钢及其合金。

换热管路和金属的热交换形式可以为下述中的一种或多种：热量经由换热管路中的导热介质导出；热量由金属体自发散热；设置与金属体相匹配的散热片进行散热；通过风冷系统给金属体散热；将加热体浸泡在导热介质中将热量导出；加热体直接与待加热物接触导热。

优选地，预设交流电电压为460V、380V、220V或110V，预设交流电频率为50Hz。

优选地，电磁屏蔽装置为软铁材料围成的封闭空间。

本发明的另一个目的在于提供一种包含上述电磁电磁感应加热体的加热装置。

一种电磁感应加热设备，该设备还包括整流单元、温度单元和控制单元，其中

整流单元为可控或不可控硅整流管，用于提供预设交流电。预设交流电电压为460V、380V、220V或110V，预设交流电频率为50Hz。

温度单元包括用于感测加热温度的温度传感器和用于调整温度的温控仪。温度传感器实时感测加热体温度：若该温度低于标准温度，则控制单元控制温控仪进行升温操作；若该温度高于标准温度，则控制单元控制温控仪进行降温操作。温控仪对温度的控制主要两方面进行，调节换热管路中导热介质的流动速度，或者调节感应线圈的通电时间。

控制单元控制整流单元提供预设交流电，获取温度传感器感测的温度，通过温控仪控制加热温度。

优选地，加热设备还包括保护单元用于对加热设备进行缺液保护及过热保护。保护单元包括缺液保护模块和过热保护模块，其中，缺液保护模块检测导热介质的含量，低于第一阈值时对设备进行断电保护；过热保护模块检测设备温度，高于第二阈值时对设备进行断电保护。

本发明的有益效果如下：

1)本发明的电磁感应加热设备，通过整流单元产生低频的交流电为感应线圈供电，感应线圈得电后产生的磁场在金属体内感应出巨大电流，使金属体产生大量的热能，通过导热管路将热能导出，能够提高加热效率，与现有的电加热方式相比节约能源30％以上。

2)本发明的电磁感应加热设备，加热过程中升温快、无排放物、无污染。导热介质在加热体内获取大量热能使系统迅速升温，运行中无噪音。电感线圈与导热介质管路之间绝缘，实现了导热介质与电分离，从结构上保证了使用安全。

3)本发明的电磁感应加热设备，控制单元通过温度单元对加热过程进行检测与反馈，实现了加热过程的智能控制。保护单元对加热设备进行缺液及过热保护，保证了加热设备的安全运行。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出实施例1中电磁感应加热体结构示意图。

图2示出实施例2中一种电磁感应加热体结构示意图。

图3示出实施例2中又一种电磁感应加热体结构示意图。

图4示出实施例2中再一种电磁感应加热体结构示意图。

图5示出实施例3中包含电磁感应加热体的加热设备结构示意图。

图6示出实施例3中整流单元及控制单元结构示意图。

图中，1：控制单元、2：加热体、3：换热管路、4：电磁屏蔽装置、5：温控仪、6：温度传感器、7：循环泵、101：电源、102：整流单元、201：感应线圈、202：线圈绝缘体、203：金属体

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，一种电磁感应加热体，该加热体2包括感应线圈201、金属体203、换热管路和电磁屏蔽装置4，其中感应线圈201经绝缘处理后通有预设交流电以产生电磁感应。金属体203在电磁感应作用下产生热量并将热量导至换热管路。金属体203的设置应以能够处于电磁感应范围内为标准，可以设置于感应线圈201内部，也可以将电磁感应线圈201包括在金属体203内部。换热管路与金属体203贴合设置以将热量导出。换热管路与金属体203有多种贴合方式，可以将导热管路嵌在金属体203内部，也可以围绕在金属体203的外表，或者可以将导热管路设置为金属体203内部的空腔管路。电磁屏蔽装置4设置于感应线圈201、金属体203和换热管路3外部，用于为加热体进行电磁屏蔽。

本实施例中，感应线圈201由铜及其合金或其它适合用于线圈的材料制成，将电磁感应线圈与金属体绝缘的材料由耐高温、耐高电压的绝缘材料制成。金属体203材料为银、铜、铁、铝及其合金。换热管路嵌入金属体203内部或围绕于金属体203外部。换热管路内设有循环的导热介质。导热介质为水或导热油。导热管路材料为铜、铁、不锈钢及其合金。预设交流电电压为460V、380V、220V或110V，预设交流电频率为50Hz。电磁屏蔽装置为4软铁材料围成的封闭空间。

其工作原理如下：将感应线圈绝缘处理后与导热管路一同嵌在金属体中；或将金属体围绕在线圈周围导热管路镶嵌在金属体内或围绕在金属体外部；或将金属体或金属管放置在感线圈内；导热管路将金属体产生的热量导出或导热介质通过金属管将热量导出；电流通过感应线圈产生磁场，磁场在包裹或存在于电感线圈周围或内部的金属体(或金属管)内感应出的电流(即涡流)使金属体(或金属管)发热，利用镶嵌或围绕在金属体内或外的导热介质换热管路将金属体产生的热量导出并加以利用。

实施例2

一种电磁感应加热体，该加热体2包括感应线圈201、金属体203、电磁屏蔽装置4，其中感应线圈201经绝缘处理后通有预设交流电以产生电磁感应。金属体203在电磁感应作用下产生热量。金属体203的设置应以能够处于电磁感应范围内为标准，可以设置于感应线圈201内部，也可以将电磁感应线圈201包括在金属体203内部。电磁屏蔽装置4设置于感应线圈201和金属体203外部，用于为加热体进行电磁屏蔽。

实施例1中热量经由换热管路中的导热介质导出，实际中，根据需要热交换方式还可以为下述中的一种或多种：

方式1、热量由金属体自发散热；

方式2、设置与金属体相匹配的散热片进行散热；

方式3、通过风冷系统给金属体散热；

方式4、将加热体浸泡在导热介质中将热量导出；

方式5、加热体直接与待加热物接触导热。

具体地，方式1中，预设的交流电流过感应线圈后产生磁场，磁场在包裹或存在与电感线圈周围或内部的金属体内产生感应电流，即涡流，该涡流使金属体发热，热量由金属体自发散热；方式2中，通过设置与金属体相匹配的散热片204进行散热，在方式1的基础上，通过设置散热片，能够加快散热；方式3中，进一步地，在方式2的基础上增加风扇，如图2所示，构成风冷系统为金属体散热，该部分热量用于加热；方式4中，在方式1的基础上，如图3所示，将加热体浸泡在导热介质中将热量导出；方式5中，在方式1的基础上，如图4所示，加热体直接与待加热物接触导热。

实施例3

如图5所示，一种包括实施例1的电磁感应加热体的加热设备，该设备还包括整流单元102、温度单元和控制单元1，其中整流单元102为可控或不可控硅整流管，用于提供预设交流电。预设交流电电压为460V、380V、220V或110V，预设交流电频率为50Hz。温度单元包括用于感测加热温度的温度传感器6和用于调整温度的温控仪5。温度传感器6实时感测加热体温度：若该温度低于标准温度，则控制单元控制温控仪5进行升温操作；若该温度高于标准温度，则控制单元控制温控仪5进行降温操作。温控仪5对温度的控制主要两方面进行，调节换热管路3中导热介质的流动速度，或者调节感应线圈的通电时间。控制单元控制整流单元提供预设交流电，获取温度传感器感6测的温度，通过温控仪5控制加热温度。

本实施例中，循环泵7用于控制换热管路3中导热介质的流动速度。如图6所示，整流单元102中，电源101为整流电路102供电，整流单元102为可控或不可控硅整流管，用于提供预设交流电。

为了对加热设备进行缺液及过热保护，加热设备还包括保护单元用于对加热设备进行缺液保护及过热保护。保护单元包括缺液保护模块和过热保护模块，其中，缺液保护模块检测导热介质的含量，低于第一阈值时对设备进行断电保护；过热保护模块检测设备温度，高于第二阈值时对设备进行断电保护。

综上所述，本发明节能电磁感应加热设备，可代替传统的燃煤、燃气和直热式电加热，采用节能电磁感应加热方式能彻底改变在用电加热时使用电阻丝、电热管、高频电磁的落后加热方式，在工业和民用热源生产领域实现高电热转换率和低运行成本，实现节能减排。本发明节能电磁感应加热设备是当前最理想的加热设备，有广阔的应用前景。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。