本实用新型专利技术公开了基于直流加热矩阵加热技术的新型热水器，利用大功率桥式开关电源系统将高压的交流市电隔离并降低整流为人体安全直流电压后才供给电热管工作，隔离了人体与市电的高压接触，完全消除了使用时人体触电危及生命安全的潜在危险，本实用新型专利技术具有体积小巧，安装维护方便，使用安全可靠，并且高效快热无水垢无污染等众多优点，这些优点是直接使用了高压交流市电而危及人身生命安全的传统热水器所无法比拟的。
【技术实现步骤摘要】
基于直流加热矩阵加热技术的新型热水器
本技术涉及电热水器领域，特别是一种使用基于直流加热矩阵加热技术的新型热水器。
技术介绍
现时市场上销售的电热水器可分为贮水式和速热式(即热式)，其加热方式为冷水直接接触电热管进行加热，一般耗电功率都大于3KW以上，贮水式的加热功率相对较小些但存在加热时长并且产生水垢而损坏产品等重大缺陷，速热式(即热式)的电热水器虽然因为其直通式加热结构故有快速加热且无水垢产生的性能，但同样存在有耗电功率较大(为5-8KW)的缺陷；而这些现有市售的电热水器无论贮水式还是速热式，它们都在一个共同的重大致命缺陷，就是其加热部件——电热管直接采用高压交流市电供电工作，而这些电热管又直接接触所要加热的水，故存在洗涤时人体容易触电危及生命安全的重大隐患，即使是采用了所谓的“防电墙”技术和水电隔离的设计结构，仍然无法消除此种隐患的存在。
技术实现思路
针对现时市场销售的电热水器存在上述可能导致人体触电的潜在危险，本技术的目的在于提供一种使用隔离了高压交流市电的人体安全电压供电工作的、同时采用基于直流加热矩阵加热技术的新型热水器。 本技术解决其问题所采用的技术方案是: 基于直流加热矩阵加热技术的新型热水器，包括直流加热系统和用于将高压交流市电隔离、整流、降压为人体安全直流电压供直流加热系统使用的大功率桥式开关电源系统，所述直流加热系统包括加热外腔、加热内腔、冷水进水口和热水出水口，所述加热内腔内设置有由多个电热管组成的加热矩阵，所述电热管与大功率桥式开关电源构成直流供电回路，冷水从冷水进水口进入加热内腔，经加热矩阵加热后的热水从热水出水口排出。 进一步，所述加热内腔分隔成多个独立小加热腔，相邻独立小加热腔通过加热腔连通孔连通，这些独立小加热腔内设置有电热管，所述的多个电热管、独立小加热腔和加热腔连通孔组成多格分腔加热矩阵结构。本技术采用了多格分腔加热技术，即在加热内腔中利用多只低阻值低功率电热管在各自独立的小加热腔内加热小容积的水，即小容积的水经过多只低功率电热管的加热长度的水路在各自小加热腔中不断轮番逐级加热最终以较低功率快速加热实现大功率加热的效果。即通过长路程的低功率加热水路长度换来短程水路大功率加热的效果，属于直通式的快速直热加热方式，大大提高了加热效果。 进一步，所述大功率桥式开关电源系统包括交流输入端、基于大功率磁芯高频电子变压器的大功率开关电源系统和基于小功率磁芯高频电子变压器的小功率开关电源系统，所述大功率开关电源系统用于独立为直流加热系统提供将高压交流市电隔离降压整流后的人体安全直流工作电压，所述小功率开关电源系统用于为大功率桥式开关电源系统提供直流工作电压。 进一步，所述大功率磁芯高频电子变压器和小功率磁芯高频电子变压器为初次级绕组完全隔离的分槽绕组结构。 具体地，所述大功率桥式开关电源系统包括大功率磁芯高频电子变压器、与大功率磁芯高频电子变压器一次侧连接的初级大功率开关电源组件、与大功率磁芯高频电子变压器二次侧连接的次级大功率开关电源组件，所述初级大功率开关电源组件、大功率磁芯高频电子变压器、次级大功率开关电源组件组成所述的大功率开关电源系统；还包括小功率磁芯高频电子变压器和次级小功率开关电源组件，所述初级大功率开关电源组件与小功率磁芯高频电子变压器的一次侧连接，次级小功率开关电源组件与小功率磁芯高频电子变压器的二次侧连接，所述初级大功率开关电源组件、小功率磁芯高频电子变压器和次级小功率开关电源组件组成所述的小功率开关电源系统；所述初级大功率开关电源组件的输入端与交流输入端连接，次级大功率开关电源组件的输出端与直流加热系统的供电输入端连接。 由于在开关电源系统内使用了两只初次级分槽绕组的磁芯高频电子变压器，因此能将交流市电有效地隔离，即使开关电源及其相应的磁芯高频电子变压器损坏或烧毁，也不会出现触电的危险。其中大功率磁芯高频电子变压器独立为由多只电热管组成的加热矩阵提供隔离后的直流低压工作电压，小功率磁芯高频电子变压器为检测控制装置提供隔离后的直流工作电压和为电源系统高压边的初级大功率开关电源组件提供非隔离的直流工作电压。次级大功率开关电源组件将大功率磁芯高频电子变压器降低后的安全电压再整流为直流电压输出至直流加热系统中的电热管加热矩阵中提供工作电压。 进一步，所述大功率开关电源系统具有可无级调节其输出直流电压的输出端，或所述大功率开关电源系统具有多个不同输出直流电压的输出端，该些输出端通过水温多档调节开关与直流加热系统的供电输入端连接。不同于现有电热水器需要通过调节出水量或冷热水比例混合来调节出水水温，本技术次级大功率开关电源组件可在不改变出水量的状态下通过无级调节或水温多档调节开关的方式调节直流加热系统电热管矩阵的供电功率从而实现独立调节热水器的水温，其使用效果更佳。 进一步，小功率开关电源系统还包括用于接收检测信号并控制大功率开关电源系统的检测控制装置，所述直流供电回路上设有大功率MOS场效应管，所述检测控制装置的控制输出端与大功率MOS场效应管的控制端连接。通过大功率MOS场效应管来控制直流供电回路的通断，其可靠性更高、反应更快、控制更加简单。 进一步，所述冷水进水口和热水出水口上分别设置有水流检测装置，所述检测控制装置的信号输入端与所述的两个水流检测装置连接，检测控制装置的控制输出端与初级大功率开关电源组件和/或大功率MOS场效应管的控制端连接。本技术同时在冷水进水口和热水出水口上设置水流检测装置控制通断电热管工作电压的双重检测方法，只有当冷水进水口和热水出水口上的水流检测装置检测到水流动时，才让电热管工作，可避免电热管出现干烧或水温过高等的问题。 进一步，所述加热内腔通过分腔隔离体分隔成多个独立小加热腔，相邻独立小加热腔通过设置于分腔隔离体上的加热腔连通孔相互连通，所述独立小加热腔的进、出水加热腔连通孔相互错位分布。独立小加热腔的进、出水孔错位分布，能有效利用独立小加热腔内的容积，达到加长水路，提高加热效果。 进一步，加热外腔内设置有两个或以上的加热内腔，相邻加热内腔之间通过大连通孔连通。通过设置两个或以上的加热内腔，在成倍提高加热效果的同时尽可能减少直流加热系统的体积。 进一步，相邻加热内腔的进、出水口通过大连通孔交错连接。能进一步增加加热水路，提闻加热效果。 具体地，所述直流加热系统中加热矩阵所用的电热管为螺旋形电热管、直线型电热管或U型电热管的一种或多种组合。 具体地，所述加热内腔为圆筒形直挂式加热矩阵加热内腔、圆筒形多格分腔加热内腔、直管方形压铸加热内腔或方形多格分腔加热内腔。 进一步，所述加热内腔外设置有两个电热管引线端子接片，所述多个电热管分别通过其两极并联连接在所述两个电热管引线端子接片上，所述两个电热管引线端子接片与大功率桥式开关电源系统连接构成直流供电回路。由于采用直流安全电压进行供电，为了保证加热的效果，电热管采用并联的连接方式。 进一步，所述电热管包括电热管外壳和设置于电热管外壳内的低内阻电热丝，所述电热管置于加热内腔中，所述电热管外壳的两端设置有电热丝引出端子，所述电热管外壳顶端部分和电热丝引出端子从加热内腔的腔壁上凸入加热外腔中，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于直流加热矩阵加热技术的新型热水器，其特征在于：包括直流加热系统（2）和用于将高压交流市电隔离、整流、降压为人体安全直流电压供直流加热系统（2）使用的大功率桥式开关电源系统（1），所述直流加热系统（2）包括加热外腔（200）、加热内腔（201）、冷水进水口（210）和热水出水口（211），所述加热内腔（201）内设置有由多个电热管（206）组成的加热矩阵，所述电热管（206）与大功率桥式开关电源系统（1）构成直流供电回路，冷水从冷水进水口（210）进入加热内腔（201），经加热矩阵加热后的热水从热水出水口（211）排出。
【技术特征摘要】
1.基于直流加热矩阵加热技术的新型热水器，其特征在于:包括直流加热系统(2)和用于将高压交流市电隔离、整流、降压为人体安全直流电压供直流加热系统(2)使用的大功率桥式开关电源系统(I )，所述直流加热系统(2)包括加热外腔(200)、加热内腔(201)、冷水进水口( 210 )和热水出水口( 211)，所述加热内腔(201)内设置有由多个电热管(206 )组成的加热矩阵，所述电热管(206)与大功率桥式开关电源系统(I)构成直流供电回路，冷水从冷水进水口( 210 )进入加热内腔(201)，经加热矩阵加热后的热水从热水出水口( 211)排出。2.根据权利要求1所述的基于直流加热矩阵加热技术的新型热水器，其特征在于:所述加热内腔(201)分隔成多个独立小加热腔(203)，相邻独立小加热腔(203)通过加热腔连通孔(204)连通，这些独立小加热腔(203)内设置有电热管(206)，所述的多个电热管(206)、独立小加热腔(203)和加热腔连通孔(204)组成多格分腔加热矩阵结构。3.根据权利要求1所述的基于直流加热矩阵加热技术的新型热水器，其特征在于:所述大功率桥式开关电源系统(I)包括交流输入端(100)、基于大功率磁芯高频电子变压器(102)的大功率开关电源系统和基于小功率磁芯高频电子变压器(104)的小功率开关电源系统，所述大功率开关电源系统用于独立为直流加热系统(2)提供将高压交流市电隔离降压整流后的人体安全直流工作电压，所述小功率开关电源系统用于为大功率桥式开关电源系统(I)提供直流工作电压。4.根据权利要求3所述的基于直流加热矩阵加热技术的新型热水器，其特征在于:所述大功率开关电源系统具有可无级调节其输出直流电压的输出端，或...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄悦荣，
申请(专利权)人：黄悦荣，
类型：新型
国别省市：广东;44
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