一种防爆电暖气及电加热系统.pdf

本发明提出了一种结构合理、安全系数高且能够降低能耗的防爆电暖气及电加热系统，该防爆电暖气包括壳体；加热装置设置在所述壳体内部；散热窗设置在所述壳体上；温度测量装置设置在所述壳体内，并与所述加热装置连接；控制装置，分别与所述加热装置和所述温度测量装置连接，设置在所述壳体上；该电加热系统包括若干防爆电暖气，相邻防爆电暖气连接；本发明提出的防爆电暖气及电加热系统结构合理，安全系数高且能够自行根据温度进行整体的控制，进而能够有效地控制能量的消耗。

权利要求书
1.  一种防爆电暖气，其特征在于，包括：
壳体(1)，用于进行整体支撑，并防止内部爆炸对使用地造成损害；
加热装置(3)，用于产生热量，设置在所述壳体(1)内部；
散热窗(2)，用于将所述加热装置(3)产生的热空气排出所述壳体(1)，设置在所述壳体(1)上；
温度测量装置(4)，用于测量所述加热装置(3)的温度，设置在所述壳体(1)内，并与所述加热装置(3)连接；
控制装置(5)，分别与所述加热装置(3)和所述温度测量装置(4)连接，用于根据所述温度测量装置(4)的测量结果控制所述加热装置(3)的工作状态，设置在所述壳体(1)上；
壁挂机构，设置在所述壳体(1)上，用于悬挂所述壳体(1)；所述壳体(1)通过冷扎板制作，且所述壳体(1)的厚度为1mm，所述壳体(1)外表面设置有保护层。

2.  如权利要求1所述的防爆电暖气，其特征在于，所述加热装置(3)包括：
加热管(31)，用于产生热量，设置在所述壳体(1)内；
若干散热翅片(32)，用于将所述加热管(31)产生的热量散发到壳体(1)内的空气中，对空气进行加热，设置在所述加热管(31)上。

3.  如权利要求1所述的防爆电暖气，其特征在于，所述控制装置(5)包括：控制面板以及位于所述控制面板内部的控制单元，所述控制面板上设置有控制按键，所述控制按键与所述控制单元电连接。

4.  如权利要求3所述的防爆电暖气，其特征在于，所述控制单元包括：供电模块(51)、温控模块(52)、控制模块(53)以及断电保护模块(54)，所述供电模块(51)分别与所述温控模块(52)和所述控制模块(53)连接，所述温控模块(52)分别与所述控制模块(54)和所述断电保护模块(54)连接， 所述温控模块(52)与所述温度测量装置(4)连接，所述断电保护模块(54)与所述加热装置(3)连接。

5.  如权利要求4所述的防爆电暖气，其特征在于，所述供电模块(51)包括：第一降压部(511)和第二降压部(512)，所述第一降压部(511)与所述第二降压部(512)连接。

6.  如权利要求4所述的防爆电暖气，其特征在于，所述温控模块(52)包括：第一光电耦合器T31、第二光电耦合器T32和第三光电耦合器T33；
所述第一光电耦合器T31的引脚2与CVCC端连接，引脚3通过电阻R34与所述控制模块(53)连接，引脚7和引脚8并联后与所述温度测量装置(4)的一端连接，引脚6通过电阻R31与所述温度测量装置(4)的另一端连接，引脚5接地；所述温度测量装置(4)将测量的温度数据转换成电压信号后输出到所述第一光电耦合器T31，所述第一光电耦合器T31对电压信号进行电气隔离后输入到所述控制模块(53)；
所述第二光电耦合器T32的引脚1通过第一继电器KA1和电阻R32与引脚2串行连接，引脚2接地，引脚4通过电阻R35与CVCC端连接并输出至所述控制模块(53)；
所述第三光电耦合器T33的引脚2通过第二继电器KA2和电阻R33与引脚3串行连接，引脚5接地，引脚6分别与电阻R36的一端和所述控制模块(53)连接，引脚7和引脚8并联后与电阻R36的另一端和CVCC端连接。

7.  如权利要求4所述的防爆电暖气，其特征在于，所述控制模块(53)包括：单片机U30，所述单片机U30的R0端通过电阻R34连接所述第一光电耦合器T31的引脚3，RE端和TE端分别连接所述第二光电耦合器T32的引脚4，DI端连接所述第三光电耦合器T33的引脚6并通过电阻R36连接所述第三光电耦合器T33的引脚7和引脚8，所述单片机U30的+V端连接CVCC端，所述单片机U30的VS端接地，所述A+端和B-端通过电阻R38和电阻R39与控制面板上的控制按键连接。

8.  如权利要求7所述的防爆电暖气，其特征在于，所述单片机U30为FM8PS53B型号的单片机。

9.  如权利要求8所述的防爆电暖气，其特征在于，所述A+端和B-端分别与对应的瞬态二极管Z32和Z31连接。

10.  一种电加热系统，其特征在于，包括若干个如权利要求1-9任一所述的防爆电暖气，相邻所述防爆电暖气连接。

说明书一种防爆电暖气及电加热系统
技术领域
本发明涉及电加热设备领域，特别是指一种防爆电暖气及电加热系统。
背景技术
电暖气是一种将电能转化为热能的产品，由于其在产生热能的过程中不会对环境造成污染，而且热能产生速度快，因此电暖气被越来越多的应用到各个领域以取暖使用。
现有的电暖气一般采用油汀为加热导体与加热件，在使用的过程中由于其结构的限制，导致热量传递不能很好地扩散到空气中，造成加热效果不理想；而同样由于其结构设置的不合理，导致在使用过程中吸热慢、散热慢进而造成能源的损失，另外由于其机构不合理还容易产生安全隐患，随着使用时间长了，暖气会出现热效率衰退，即热功率下降。
因此，一种结构合理、安全系数高且能够使降低能耗的防爆电暖气迫切需要。
发明内容
本发明提出一种结构合理、安全系数高且能够使降低能耗的防爆电暖气及电加热系统。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种防爆电暖气，包括：
壳体，用于进行整体支撑，并防止内部爆炸对使用地造成损害；
加热装置，用于产生热量，设置在所述壳体内部；
散热窗，用于将所述加热装置产生的热空气排出所述壳体，设置在所述壳体上；
温度测量装置，用于测量所述加热装置的温度，设置在所述壳体内，并与所述加热装置连接；
控制装置，分别与所述加热装置和所述温度测量装置连接，用于根据所述温度测量装置的测量结果控制所述加热装置的工作状态，设置在所述壳体上；
壁挂机构，设置在所述壳体上，用于悬挂所述壳体；所述壳体通过冷扎板制作，且所述壳体的厚度为1mm，所述壳体外表面设置有保护层。
作为进一步的技术方案，所述加热装置包括：
加热管，用于产生热量，设置在所述壳体内；
若干散热翅片，用于将所述加热管产生的热量散发到壳体内的空气中，对空气进行加热，设置在所述加热管上。
作为进一步的技术方案，所述控制装置包括：控制面板以及位于所述控制面板内部的控制单元，所述控制面板上设置有控制按键，所述控制按键与所述控制单元电连接。
作为进一步的技术方案，所述控制单元包括：供电模块、温控模块、控制模块以及断电保护模块，所述供电模块分别与所述温控模块和所述控制模块连接，所述温控模块分别与所述控制模块和所述断电保护模块连接，所述温控模块与所述温度测量装置连接，所述断电保护模块与所述加热装置连接。
作为进一步的技术方案，所述供电模块包括：第一降压部和第二降压部，所述第一降压部与所述第二降压部连接。
作为进一步的技术方案，所述温控模块包括：第一光电耦合器T31、第二光电耦合器T32和第三光电耦合器T33，所述第一光电耦合器T31的引脚2与CVCC端连接，引脚3通过电阻R34与控制模块连接，引脚7和引脚8并联后与温度测量单元的一端连接，引脚6通过电阻R31与温度测量单元的另一端连接，引脚5接地；温度测量单元将测量的温度数据转换成电压信号后输出到第一光电耦合器T31，第一光电耦合器T31对电压信号进行电气隔离后输入到控制模块；第二光电耦合器T32的引脚1通过第一继电器KA1和电阻R32与引脚2串行连接，引脚2接地，引脚4通过电阻R35与CVCC端连接并输出至控制模块；第三光电耦合器T33的引脚2通过第二继电器KA2和电阻R33与引脚3 串行连接，引脚5接地，引脚6分别与电阻R36的一端和控制模块连接，引脚7和引脚8并联后与电阻R36的另一端和CVCC端连接。
作为进一步的技术方案置，所述控制模块包括：单片机U30，单片机U30的R0端通过电阻R34连接第一光电耦合器T31的引脚3，RE端和TE端分别连接第二光电耦合器T32的引脚4，DI端连接第三光电耦合器T33的引脚6并通过电阻R36连接第三光电耦合器T33的引脚7和引脚8，+V端连接CVCC端，VS端接地，A+端和B-端通过电阻R38和电阻R39与控制面板上的控制按键连接。
优选的，所述单片机U30为FM8PS53B型号的单片机。
作为进一步的技术方案，所述A+端和B-端分别与对应的瞬态二极管Z32和Z31连接。
本发明还公开了一种电加热系统，包括若干个上述任一所述的防爆电暖气，相邻所述防爆电暖气连接。
本发明技术方案的有益效果：
1、通过壳体与散热窗的配合能够防止内部出现爆炸时能够防止内部的爆炸对使用地造成损坏，进而提高电暖气的安全性；
2、通过加热装置、温度测量装置和控制装置的合理配合，实现在进行加热的过程中能够检测电压或电流和加热装置的工作状态，进而在合理利用能源的前提下，避免危险的发生；
3、若干散热体通过空气动力学原理设计，能够始终保持热量迅速散发，使得加热后的空气不会在壳体内聚集，实现热力动态平衡，保持高效率；且防止电暖气内部温度过高造成组成部分损坏的问题的发生；
4、控制装置能够实时进行运行状态的检测，可保证安全温度，又不会因相应组成部分失效而出现质量事故，安全可靠、可实现无人值守；且根据实际情况自动进行温度调整，实现能耗的控制，进而避免能源浪费；
5、多种固定方式，可以进行壁挂，也可以进行落地方式，可以灵活的设置在使用地；
6、壳体表面设置保护层，能够避免因表面温度高，造成烫伤等问题的出现，降低事故发生率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种防爆电暖气的结构示意图；
图2为图1中的控制单元的电路框图；
图3为图2中供电模块的电路原理图；
图4为图2中温控模块和控制模块的电路原理图；
图5为图2中断电保护模块的电路原理图；
图6为图1中的控制单元的总电路原理图。
图中：
1、壳体；2、散热窗；3、加热装置；31、加热管；32、散热翅片；4、温度测量装置；5、控制装置；51、供电模块；511、第一降压部；512、第二降压部；52、温控模块；53、控制模块；54、断电保护模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示，本发明实施例提出的一种防爆电暖气，包括：壳体1，用于进行整体支撑，并防止内部爆炸对使用地造成损害，壳体1内部设置有用于产 生热量的加热装置3；散热窗2，设置在壳体1上部，用于将加热装置3产生的热空气排出；温度测量装置4，与加热装置3连接，用于测量加热装置3的温度；还包括控制装置5，分别与加热装置3和温度测量装置4连接，控制装置5可根据温度测量装置4的测量结果控制加热装置3工作。
本实施例中，散热窗2设置在壳体1上，能够将壳体1内部被加热的空气排出到外部，本实施例中，散热窗2设置有若干散热板，通过相邻散热板之间的缝隙将壳体1内的热空气排出，在本实施例中，为更快更好的进行温度的控制，优选的，若干散热板可活动地设置在壳体1上，进而在使用阶段可以根据需要调整相邻散热板之间的缝隙，进而控制壳体1内部被加热的空气与壳体1外部的空气进行热交换的速度，进而能够更好的控制室温；
本实施例中壳体1优选的为冷扎板制作，且制作完成后的壳体1的厚度为1mm，这样，制作完成的壳体1具有较强的强度，使得当出现内部爆炸等问题时，不会造成壳体1的损坏，进而避免爆炸对使用地造成损坏；当然根据使用环境和使用地等因素，可以调整壳体1的厚度，进而提高其防爆的等级，提高安全系数；
另外本实施例中的壳体1制作完成后能够承受1Mpa的压力，具有防水结构，避免在使用的过程中因为漏水等问题造成线路的损坏，进而造成故障的出现；
当然，在使用的过程中由于壳体1内部的气体被加热，而壳体1有金属材料制成，因此壳体1会伴随有热量的传导，进而当使用地的人员触碰到壳体1会造成烫伤等问题的出现，因此，本发明中优选的在壳体1的外表面设置保护层，通过保护层进行壳体1所产生的热量的阻隔，进而避免使用地的人员触碰到壳体1造成烫伤；
在进行使用的过程中，根据需要可以选择壳体1的设置位置，本发明中可以设置有壁挂机构，该壁挂机构设置在壳体1上，通过壁挂机构与使用地的墙壁进行连接，使得壳体1固定在墙壁上；当然本发明中还可以设置支撑机构，该支撑机构设置在壳体1底部，通过支撑机构进行壳体1的支撑，使壳体1设置在使用地地面上；当然该壁挂机构和支撑机构还可以同时使用，具体的以实际的操作为准，本发明对此不再进行赘述；
进一步地，本实施例中的加热装置3为设置在壳体1底部的防爆电加热管组件，供电后可产生热量。
具体地，防爆电加热管组件包括加热管31和环绕在加热管31外部的若干散热翅片32，该加热管31用于获取电能并产生热量，设置在壳体1底部；该若干散热翅片32，用于将加热管31产生的热量散发到壳体1内的空气中，对空气进行加热，根据实际使用的需要可以设置若干加热管31，且在每个加热管31上均设置有若干散热翅片32，这样能够保证加热的速率和效率，进而提高整体的加热效果，当然加热管31和散热翅片32的数量根据实际的需要而定，本实施例对此不再进一步限定。
本实施例通过加热装置3产生热量，并将产生的热量散发到壳体1内的空气中，与空气进行热交换，进而实现对壳体1内空气的加热，本实施例中的散热翅片32为高密度铝合金散热翅片32，面采表取阳离子氧化工艺，可以有效地确保热量散射到空间中，这样能够增加散热的效果，提高空气加热的速度，进而能够更合理的利用能源；加热管31为不锈钢铠装电热管，可长久无故障运行。
在具体应用中，壳体1内还设置有温度测量装置4和控制装置5，温度测量装置4与加热装置3和控制装置5连接，用于测量加热装置3的温度，本实施例中的温度测量装置4为热电偶，热电偶对加热装置3进行测温后，将测量的结果发送到控制装置5，控制装置5接收到温度数据后，根据内部预定的阈值控制加热装置3的工作状态。
更进一步地，控制装置5设置在壳体1的右侧上端，包括：控制面板以及位于控制面板内部的控制单元，控制面板上设置有用于显示室内温度的显示屏、多个指示灯和按键，多个指示灯包括电源指示灯、加热指示灯和警示灯，按键包括用于停止或重新启动电暖气的启停键以及控制按键。
图2示出了图1中的控制单元的结构框图，如图2所示，控制单元包括：供电模块51、温控模块52、控制模块53以及断电保护模块54，供电模块51分别与温控模块52和控制模块53连接，温控模块52分别与控制模块54和断电保护模块54连接，控制面板上的控制按键与控制模块53连接，当按下控制按键后，控制单元移动控制工作，温度测量单元4实时测量加热装置3的温度数据，并将温度数据发送到温控模块52，温控模块52对温度数据进行处理后发送 至控制模块53，控制模块53接收温度数据后进行检测判断，若温度数据超出控制模块53预先存储的温度阈值，则启动断电保护模块54对加热装置3进行断电。
图3为图2中供电模块51的电路原理图，如图3所示，供电模块51包括：第一降压部511和第二降压部512，第一降压部511与第二降压部512连接；第一降压部511与市电(220V)连接，当市电经过第一降压部511后，进行第一次降压操作，通过第一次降压操作后市电被降压到10V，第二降压部512进行第二次降压后使电压降到6V，进而形成工作电压。
具体地，第一降压部511为变压器T，变压器T的原边绕组连接市电，变压器T的副边绕组通过电感L1和电容C60连接第二降压部512，第二降压部512为DC降压模块，DC降压模块的输入端连接电容C60的两端，DC降压模块的输出端连接电容C65的两端并输出，其中电源端CVCC端输出6V电压。
如图4所示，本实施例中的温控模块52包括第一光电耦合器T31、第二光电耦合器T32和第三光电耦合器T33，且T31、T32和T33的输出端均与控制模块53连接，具体的，第一光电耦合器T31的引脚2与CVCC端连接，引脚3通过电阻R34与控制模块53连接，引脚7和引脚8并联后与温度测量单元4的一端连接，引脚6通过电阻R31与温度测量单元4的另一端连接，引脚5接地；温度测量单元4将测量的温度数据转换成电压信号后输出到第一光电耦合器T31，第一光电耦合器T31对电压信号进行电气隔离后输入到控制模块53；第二光电耦合器T32的引脚1通过第一继电器KA1和电阻R32与引脚2串行连接，引脚2接地，引脚4通过电阻R35与CVCC端连接并输出至控制模块53；第三光电耦合器T33的引脚2通过第二继电器KA2和电阻R33与引脚3串行连接，引脚5接地，引脚6分别与电阻R36的一端和控制模块53连接，引脚7和引脚8并联后与电阻R36的另一端和CVCC端连接。
如图4所示，本实施例中的控制模块53包括单片机U30，单片机U30的R0端通过电阻R34连接第一光电耦合器T31的引脚3，RE端和TE端分别连接第二光电耦合器T32的引脚4，DI端连接第三光电耦合器T33的引脚6并通过电阻R36连接第三光电耦合器T33的引脚7和引脚8，+V端连接CVCC端，VS端接地，A+端和B-端通过电阻R38和电阻R39与控制面板上的控制按键连 接，其中，A+端和B-端还分别与对应的瞬态二极管Z32和Z31连接，瞬态二极管Z32和Z31用于电路保护。
本实施例中的单片机U30为FM8PS53B型号的单片机，具有防篡改、低功耗等有益效果，工作时，当按压外接的控制按键后，单片机U30开始接收第一光电耦合器T31发送的温度数据并监测，当温度数据过高时，单片机U30向第二光电耦合器T32和第三光电耦合器T33发送信号，控制第一继电器KA1和第二继电器KA2断开，停止加热装置3继续加热，当监测到温度数据达到预设值以下，则闭合第一继电器KA1和第二继电器KA2，使加热装置3进行加热，因此即可保证安全温度，又不会因控温元件失效而出现质量事故，安全可靠、可实现无人值守。
如图5所示，本实施例中的断电保护模块54包括第一继电器KA1和第二继电器KA2，第一继电器KA1和第二继电器KA2的一端与市电连接，另一端与加热管R1和加热管R2连接。
应说明的是，本实施例中的加热管R1和加热管R2即加热装置3。
本发明接通电源后，加热装置3自动工作，控制面板上的电源指示红灯亮，加热指示绿灯亮，并显示室内实际温度；如需暂时停止或重新启动电暖气需按启停键；当外电源超压时，黄灯亮进行警示，并停止加热。
在进行温度设置时，按下设置钮，显示温度闪烁；按下“↑”“↓”钮，根据需要设定所需温度；再按下设置钮，设置完毕、出厂前温度调整在28℃，调节范围在0-50℃之间。
本发明可实现对加热过程的检测，并根据检测结果选择性的进行加热的启动或停止，进而避免了电压、电流或温度等原因造成线路的损坏，造成事故的发生，与集中供暖、分户锅炉供暖系统相比，一次性投资少、安装简便、施工周期短、人工成本低，并可直接加热空气，无中间介质，电热转换率高，具有定温、无人值守、升温迅速、均匀、运行时无噪音等有益效果。
本发明还公开了一种电加热系统，包括若干防爆电暖气，相邻防爆电暖气连接。
根据使用地的不同，可以单独使用防爆电暖气对某一空间进行加热操作，当然当使用的空间较大，单独使用防爆电暖气不能够满足对该空间的加热，由此，本发明中优选的设置一电加热系统，该电加热系统包括若干防爆电暖气，且相连防爆电暖气连接，这样当使用空间较大可以通过多组防爆电暖气进行对该空间的加热，进而满足该空间的热量供应，当然由于空间大小的不同，防爆电暖气的数量也不同，具体的根据实际的使用需要而确定，本发明中对此不再进行限定。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。