[发明专利]多格分腔式直流加热矩阵加热技术的新型热水器

说明书

技术领域

本发明涉及电热水器领域，特别是一种使用多格分腔式直流加热矩阵加热技术的新型热水器。 

背景技术

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。 

发明内容

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，本发明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、同时采用多格分腔式直流加热矩阵加热技术的新型热水器。 

本发明解决其问题所采用的技术方案是： 

多格分腔式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，所述电热管与大功率桥式开关电源系统构成直流供电回路，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，冷水从冷水进水口进入加热内腔，经多格分腔式结构的加热矩阵加热后的热水从热水出水口排出。

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，本发明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。