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【摘 要】 讲述电磁炉热水器的结构原理(它的加热方式与传统的电热水器有所不同,电磁炉热水器采用的是直接加热方式,是利用变磁场在锅底产生的强大涡流来加热的)、功能特点,以及其通过与其它类型的热水器的优缺点相比,得出电磁炉热水器的优势。
【关键词】 电磁炉;即热式热水器;储水式热水器
1 电磁炉的主要工作原理
电磁炉的内部结构主要由以下三个部分组成:
电源→控制电路→加热线圈
工作时,控制电路先将220V的交流电转变为直流电,再将直流电转变为15―30KHz的高频交流电,最后将该高频交流电输送到线圈盘,从而产生交变磁场。
当将含铁质的锅具放置在线圈盘上方的炉面时,会切割交变磁感线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即产生了涡流或发生了电磁感应现象),涡流使锅具的铁分子高速无规则运动,分子间互相碰撞、摩擦而产生内能(即根据焦耳定律产生了焦耳热),从而使器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,达到煮食的目的。
电磁炉煮食的热源来自于锅具底部的直接发热,而不是电磁炉本身发热传导给锅具,所以热效率能达到80%以上,比其它所有炊具的效率均高得多,大大节省了能源。
储水部分主要由一个储水罐(导磁又导电材料)和进出储水罐的连接水管组成。
储水罐的构造相当简洁:整个储水装置除了储水罐上端有外连接结构外,其它地方都没任何的外连接器件。储水器上端的外连接结构有:进水接口,出水接口和储水罐提手。进水接口和出水接口的向外伸出量达到100mm,且在靠近管口处有一圈较浅的宽只有2mm的凹槽,这样的设计可使软性水管和刚性接口更方便更紧密地连接在一起而不会漏水,拆卸时也较方便省时。
我们知道,磁性是物质的基本属性之一,所有的物质都是磁介质,但是不同的物质其导磁能力有着极大的区别。像铝、陶瓷、玻璃、铜等称为弱磁性物质;铁、钴、镍等铁磁性物质称为强磁性物质。图甲为用弱磁性物质制成的烹饪锅,由于弱磁性物质的导磁能力较差,磁场能直接穿过锅体形成闭合回路,此时的磁场回路(简称磁路)磁阻(类似于电流回路的电阻)很大,导致加热线圈的输出功率很小(类似于变压器副线圈回路的电阻很大,导致输出功率就很小),线圈中的电流就很小,所产生的磁场就很弱,因而只能在铝、铜等金属锅底的表面形成很小的感應电流(根据安培定则,此感应电流回路平行于锅底)。同时,又由于铝、铜等金属的电阻本身也很小,因而所产生的焦耳热就更小;至于陶瓷、玻璃等锅体由于是非金属的,连感应电流也不能形成,因而更不会产生焦耳热了。由于电磁炉设置了检测电路,一旦出现磁阻较大而导致线圈的输出功率很小时,延迟一定时间后就会自动停止工作。
进水接口水管的伸到离罐底只有10mm左右的距离,出水接口水管的伸量很短,距储水罐顶端里板只有不到2mm。这样可使得刚进罐的冷水和罐底加热区水温较高的水混合后变成水温较均衡的温水,进而达到整个储水罐里的水温均衡的目的。而进水或加热过程中可能产生的一些气泡又可以通过出水接口向外排出,而不会留在罐体内造成储水罐内气多水少,因储水不足而水温过热的情况。
2 磁炉热水器的优缺点
2.1优点
(1)安全方面,电磁炉热水器采用的是电磁加热,做到了真正意义上的水电分离,触电危险完全可以消除,且其又不会像燃气热水器那样有明火和由于燃气燃烧不充分而产生的有毒气体。电磁炉热水器本身也不会产生360℃以上的高温,当人不慎把手触到家热的电磁炉上也不会被灼伤。只有当导磁的金属体放到加热电磁炉上,电磁炉才能工作,因此其他物品,如布、纸等放在通电的电磁炉炉面上,也不会有火灾之忧。
(2)节能方面,电磁炉热水器做到了三省:
①省水:如果预热了一储水罐热水你用不完,那就是浪费,如果不够用,那又要再烧,很麻烦,这样它就既费水、费电更费钱。而用电磁炉热水器,用多少水就加热多少水,不会造成太多的浪费。②省电:传统的储水式电热水器在使用前要经过长时间的预热过程,时间越长,热量散失越多,耗电也就越多,且如果水用不完需要保温的话,又要损耗一部分的电能。而使用电磁炉热水器,可以节省35~50%的电能。③省空间:一般的储水式电热水器都有庞大的储水罐,其占用相当宝贵的室内空间,影响了室内装修的美观,且还容易发生装满水的热水器从墙上掉下来砸伤人的事故。而磁炉热水器的储水罐只比一般的电热水壶稍大一点,占用的空间很少,且又不会发生砸伤人事故。
(3)价格方面,现在市场上热水器的价格绝大多数都在500元以上。特别是太阳能热水器和空气能热水器的价格更是高得有些离谱,很多款式都超过了5000元。这样的价格一般的消费者是难以接受的。而电磁炉热水器的价格定位只在500左右,因为一般的电磁炉售价为250~450元,(当然,价钱更高的电磁炉也有很多,但那不是本文所需要的)再加上不锈钢储水罐,其价格在100元左右,所以500元左右就可买到一款经济、实用的家用电器了
(4)操作方面,一般的热水器都是一体化设计,操控部分、加热部分、储水部分一体化后,这就大大增加了安装的难度,而且由于洗浴时,浴室内存在大量水汽,这些水汽对热水器的电子操控部分的电子线路板影响很大。一旦密封出现了问题,热水器操控部分的电子线路就很可能会出现问题,这可能导致在洗浴过程中,热水器突然停止工作,而无法正常完成洗浴任务。电磁炉热水器采用的是分开式结构设计,操控部分和加热部分由电磁炉完成,而储水部分则与电磁炉分开。另外由于电磁炉和储水罐都放置在浴室外,只有进出水管安装在浴室内,这就避免了上述热水器所欲遇到的问题,且浴室会显得更加宽敞,洗浴也更加舒服。电磁炉热水器主要的操控部分由电磁炉面板上的按钮来完成。在电磁炉面板上的主要操作有:打开电源开关、选定加热时间、加热功率、及保温温度等。而水龙头开关则装在浴室内的进水水管上,既方便了洗浴,有方便控制进出水的流量,达到控制水温的目的。
当电磁炉要用于做其它家务时,只需要把储水罐从电磁炉上取下来,放上锅具便可做其它的家务了。
2.2缺点
由于电磁炉热水器采用了分离式结构设计,所以洗澡或是要做其它家务时,电磁炉和储水罐要有所搬动。电磁炉和储水罐都装在浴室外,这就使得水管线较长,放置稍有不便。再者就目前市场上一般的电磁炉而言,其功率大多都在1500~3000W,功率稍低。
3 磁炉热水器的应用
电磁炉热水器介于储水式热水器与即热式热水器之间,且电磁炉热水器是装的浴室外,适合厨房和浴室相隔较近的家庭使用。
参考文献:
[1]来元.炉工作原理及使用[J].物理通报,2007,(9).
[2]佚名.电磁炉的优点[J].农村电工,2008,(6).
[3]张雷.型即热式电热水器的技术性能分析[J].长岭技术,2007,(2).
[4]仇高贺,黄云枢.储水式电热水器节能技术[J].家电科技,2009,(18).
[5]李涵,付井新.家用电炊具哪个更省电的实验研究[J].中国科技教育,2010,(1).
【关键词】 电磁炉;即热式热水器;储水式热水器
1 电磁炉的主要工作原理
电磁炉的内部结构主要由以下三个部分组成:
电源→控制电路→加热线圈
工作时,控制电路先将220V的交流电转变为直流电,再将直流电转变为15―30KHz的高频交流电,最后将该高频交流电输送到线圈盘,从而产生交变磁场。
当将含铁质的锅具放置在线圈盘上方的炉面时,会切割交变磁感线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即产生了涡流或发生了电磁感应现象),涡流使锅具的铁分子高速无规则运动,分子间互相碰撞、摩擦而产生内能(即根据焦耳定律产生了焦耳热),从而使器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,达到煮食的目的。
电磁炉煮食的热源来自于锅具底部的直接发热,而不是电磁炉本身发热传导给锅具,所以热效率能达到80%以上,比其它所有炊具的效率均高得多,大大节省了能源。
储水部分主要由一个储水罐(导磁又导电材料)和进出储水罐的连接水管组成。
储水罐的构造相当简洁:整个储水装置除了储水罐上端有外连接结构外,其它地方都没任何的外连接器件。储水器上端的外连接结构有:进水接口,出水接口和储水罐提手。进水接口和出水接口的向外伸出量达到100mm,且在靠近管口处有一圈较浅的宽只有2mm的凹槽,这样的设计可使软性水管和刚性接口更方便更紧密地连接在一起而不会漏水,拆卸时也较方便省时。
我们知道,磁性是物质的基本属性之一,所有的物质都是磁介质,但是不同的物质其导磁能力有着极大的区别。像铝、陶瓷、玻璃、铜等称为弱磁性物质;铁、钴、镍等铁磁性物质称为强磁性物质。图甲为用弱磁性物质制成的烹饪锅,由于弱磁性物质的导磁能力较差,磁场能直接穿过锅体形成闭合回路,此时的磁场回路(简称磁路)磁阻(类似于电流回路的电阻)很大,导致加热线圈的输出功率很小(类似于变压器副线圈回路的电阻很大,导致输出功率就很小),线圈中的电流就很小,所产生的磁场就很弱,因而只能在铝、铜等金属锅底的表面形成很小的感應电流(根据安培定则,此感应电流回路平行于锅底)。同时,又由于铝、铜等金属的电阻本身也很小,因而所产生的焦耳热就更小;至于陶瓷、玻璃等锅体由于是非金属的,连感应电流也不能形成,因而更不会产生焦耳热了。由于电磁炉设置了检测电路,一旦出现磁阻较大而导致线圈的输出功率很小时,延迟一定时间后就会自动停止工作。
进水接口水管的伸到离罐底只有10mm左右的距离,出水接口水管的伸量很短,距储水罐顶端里板只有不到2mm。这样可使得刚进罐的冷水和罐底加热区水温较高的水混合后变成水温较均衡的温水,进而达到整个储水罐里的水温均衡的目的。而进水或加热过程中可能产生的一些气泡又可以通过出水接口向外排出,而不会留在罐体内造成储水罐内气多水少,因储水不足而水温过热的情况。
2 磁炉热水器的优缺点
2.1优点
(1)安全方面,电磁炉热水器采用的是电磁加热,做到了真正意义上的水电分离,触电危险完全可以消除,且其又不会像燃气热水器那样有明火和由于燃气燃烧不充分而产生的有毒气体。电磁炉热水器本身也不会产生360℃以上的高温,当人不慎把手触到家热的电磁炉上也不会被灼伤。只有当导磁的金属体放到加热电磁炉上,电磁炉才能工作,因此其他物品,如布、纸等放在通电的电磁炉炉面上,也不会有火灾之忧。
(2)节能方面,电磁炉热水器做到了三省:
①省水:如果预热了一储水罐热水你用不完,那就是浪费,如果不够用,那又要再烧,很麻烦,这样它就既费水、费电更费钱。而用电磁炉热水器,用多少水就加热多少水,不会造成太多的浪费。②省电:传统的储水式电热水器在使用前要经过长时间的预热过程,时间越长,热量散失越多,耗电也就越多,且如果水用不完需要保温的话,又要损耗一部分的电能。而使用电磁炉热水器,可以节省35~50%的电能。③省空间:一般的储水式电热水器都有庞大的储水罐,其占用相当宝贵的室内空间,影响了室内装修的美观,且还容易发生装满水的热水器从墙上掉下来砸伤人的事故。而磁炉热水器的储水罐只比一般的电热水壶稍大一点,占用的空间很少,且又不会发生砸伤人事故。
(3)价格方面,现在市场上热水器的价格绝大多数都在500元以上。特别是太阳能热水器和空气能热水器的价格更是高得有些离谱,很多款式都超过了5000元。这样的价格一般的消费者是难以接受的。而电磁炉热水器的价格定位只在500左右,因为一般的电磁炉售价为250~450元,(当然,价钱更高的电磁炉也有很多,但那不是本文所需要的)再加上不锈钢储水罐,其价格在100元左右,所以500元左右就可买到一款经济、实用的家用电器了
(4)操作方面,一般的热水器都是一体化设计,操控部分、加热部分、储水部分一体化后,这就大大增加了安装的难度,而且由于洗浴时,浴室内存在大量水汽,这些水汽对热水器的电子操控部分的电子线路板影响很大。一旦密封出现了问题,热水器操控部分的电子线路就很可能会出现问题,这可能导致在洗浴过程中,热水器突然停止工作,而无法正常完成洗浴任务。电磁炉热水器采用的是分开式结构设计,操控部分和加热部分由电磁炉完成,而储水部分则与电磁炉分开。另外由于电磁炉和储水罐都放置在浴室外,只有进出水管安装在浴室内,这就避免了上述热水器所欲遇到的问题,且浴室会显得更加宽敞,洗浴也更加舒服。电磁炉热水器主要的操控部分由电磁炉面板上的按钮来完成。在电磁炉面板上的主要操作有:打开电源开关、选定加热时间、加热功率、及保温温度等。而水龙头开关则装在浴室内的进水水管上,既方便了洗浴,有方便控制进出水的流量,达到控制水温的目的。
当电磁炉要用于做其它家务时,只需要把储水罐从电磁炉上取下来,放上锅具便可做其它的家务了。
2.2缺点
由于电磁炉热水器采用了分离式结构设计,所以洗澡或是要做其它家务时,电磁炉和储水罐要有所搬动。电磁炉和储水罐都装在浴室外,这就使得水管线较长,放置稍有不便。再者就目前市场上一般的电磁炉而言,其功率大多都在1500~3000W,功率稍低。
3 磁炉热水器的应用
电磁炉热水器介于储水式热水器与即热式热水器之间,且电磁炉热水器是装的浴室外,适合厨房和浴室相隔较近的家庭使用。
参考文献:
[1]来元.炉工作原理及使用[J].物理通报,2007,(9).
[2]佚名.电磁炉的优点[J].农村电工,2008,(6).
[3]张雷.型即热式电热水器的技术性能分析[J].长岭技术,2007,(2).
[4]仇高贺,黄云枢.储水式电热水器节能技术[J].家电科技,2009,(18).
[5]李涵,付井新.家用电炊具哪个更省电的实验研究[J].中国科技教育,2010,(1).