專利名稱：電熱干燥器的省能自動停機的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電熱干燥技術(shù)，尤其是指一種電熱干燥器的省能自動停機的方法，其省能控制方法的技術(shù)包含自動控制和機電整合以及空氣的濕度特性的原理，將其應(yīng)用在干衣機或電熱干燥器，使其達成自動停機的省能效益，而保護衣物(或被干燥物)和節(jié)省能源以及時間。
背景技術(shù)：
隨著人民生活品質(zhì)的日益提升，干衣機已成為我國每個家庭均買得起的日常生活用品。干衣機只有耗電的唯一缺點，其余方便、省時、節(jié)省曬衣場的空間和無曬內(nèi)衣褲的不雅等優(yōu)點，愈來愈吸引更多忙碌的上班族采用干衣機。因此，干衣機在大都市中的需求量愈來愈大，市場潛力驚人。
此外，目前對于貴重藥品和化學(xué)品的干燥，為防止污染或為求方便和安全，亦多采用電熱干燥器來干燥。
其次，就目前公知干衣機(或電熱干燥器)的烘干原理而言，其是將吸入的空氣以電熱加熱成為中高溫和低相對濕度的干燥空氣，再與被電機和傳動機構(gòu)帶動干衣槽正反轉(zhuǎn)使不停的翻動其中帶水分的衣物(或于干燥槽中以攪拌器攪拌被干燥物)，使帶水分的衣物(或被干燥物)與中高溫和低相對濕度的干燥空氣相混合，使衣物(或被干燥物)中的水分蒸發(fā)于熱干燥空氣中而將空氣加濕降溫，再由壓力差將含大量水汽的空氣排出干衣機(或電熱干燥器)，而逐漸將潮濕的衣物(或被干燥物)干燥。而目前干衣機(或電熱干燥器)停止加熱的加熱器斷電或停機的方式均采用定時器控制的方式，干衣(或干燥)時粗略地估計干衣(或干燥)所需的時間而以之作為設(shè)定的時間。而實際上當(dāng)干燥氣候時所需干衣(或干燥)時間較潮濕氣候時為短。此外，吸水力強的衣物如棉制品(或被干燥物)所需干衣時間較吸水力弱的衣物如尼龍制品(或被干燥物)長。因此，每次干衣(或干燥物品)的氣候和衣物(或被干燥物)的內(nèi)容重量均不相同，亦即烘干衣物布料(或被干燥物內(nèi)容)不同、烘干數(shù)量不相同以及機外相對濕度和溫度的高低不相同，完全烘干衣物(或被干燥物)所需要的時間也會不相同，故再有經(jīng)驗的主婦(或操作電熱干燥器的技術(shù)人員)也無法對每一次干衣(電熱干燥)作出準(zhǔn)確的時間控制判斷，若時間設(shè)定過長則會造成干衣機(或電熱干燥器)不必要的過度運轉(zhuǎn)，以致于浪費能源和時間以及過度加熱造成衣物的損壞(或不必要的過度干燥被干燥物)；另外，若時間設(shè)定過短則會造成衣物(或被干燥物)不夠干必須再次設(shè)定干衣(或干燥)時間運轉(zhuǎn)干衣機(或電熱干燥器)，造成很多的不便。故最后結(jié)果干衣(或干燥)時絕大多數(shù)都是對衣物(或被干燥物)作不必要的過度干燥，不必要的過度運轉(zhuǎn)干衣機(或電熱干燥器)而導(dǎo)致浪費能源和時間。另外，干衣機(或電熱干燥器)是很耗費能源的裝置，在目前能源日益枯竭，如何能節(jié)省能源又能同時保持生活的舒適方便一直是世界各國共同追求的目標(biāo)。
各國針對此亦有相關(guān)發(fā)明專利的提出，如英國專利1,470,163號的溫度控制是將溫度傳感器分別設(shè)于通過加熱器后空氣和離開干衣機前的位置，偵測兩者的溫度差達到默認值時而令其停機的方法。但經(jīng)我們實驗證明，氣候的溫度和相對濕度、衣服的種類和重量均會影響兩者的溫度差值，故沒有一可靠默認值與衣服干的程度有絕對關(guān)系，默認值定得太小可能在機外空氣的較低溫度和/或較高相對濕度和/或保水能力強的衣服和/或大重量情況下造成0不夠干的后果，而默認值定得太高又可能在機外空氣的較高溫度和/或較低相對濕度和/或保水能力低的衣服和/或輕重量情況下造成過度干燥而浪費能源和時間。故這種控制方法在實踐上常常會不切實際，無法商品化，因此市售干衣機沒有此類產(chǎn)品。
至于美國專利4,485,566號，其熱回收利用式干衣機結(jié)構(gòu)如圖1所示，機體1中的干衣滾筒2、風(fēng)扇4被電機3帶動，將機外空氣5經(jīng)由進氣孔6引入機體1內(nèi)，先經(jīng)過干衣滾筒2和排氣管9的外側(cè)，吸取干衣滾筒2和排氣管9的內(nèi)部熱能，成為預(yù)熱空氣10，然后再導(dǎo)經(jīng)電機3并冷卻電機3，而本身被加熱，再導(dǎo)經(jīng)加熱器7，被可調(diào)加熱度的加熱器7加熱成為熱空氣11，再被導(dǎo)入干衣滾筒2內(nèi)作干衣用途，這被加濕降溫的熱濕空氣8(當(dāng)衣服已很干時是熱干空氣)經(jīng)由排氣管9排出機體1外。
而預(yù)熱空氣溫度傳感器12對預(yù)熱空氣10檢測溫度，美國專利4,485,566號的發(fā)明人推測其溫度(T)-時間(t)關(guān)系如圖2中的K1線所示，排氣溫度傳感器13對熱濕空氣8感測其溫度，該案的發(fā)明人推測其溫度(T)-時間(t)如圖1中的K 3線所示。該案敘述圖2的K2線為另一種結(jié)構(gòu)干衣機的溫度(T)-時間(t)的關(guān)系圖，但并未進一步描述其具體情況，故在此可忽略不談。其中，0＜t＜t1為干衣過程，而t1＜t＜t2為對衣服快速冷卻的防皺處理過程。溫度控制方法是當(dāng)K3線與K1線的溫度差增大至設(shè)定的預(yù)定值時，即t＝t1的時間，表示衣服已達到足夠干的程度，即可由中央控制單元首先控制關(guān)閉加熱器的電源，但使干衣槽滾筒和風(fēng)扇的電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，繼續(xù)吸入機外較冷空氣以快速冷卻正處于高溫的衣服作防皺處理，然而其中K3線與K1線竟然會在t＝t2的時間相交，明顯是違反熱力學(xué)第二定律，因K3線為高溫線，而K1線為被高溫的K3線加熱的溫度線，故K3線與K1線的溫度差永遠大于零，在時間無限大時，K3線與K1線的溫度差會等于零。由此可判斷該K3線與K1線應(yīng)是發(fā)明人憑想象與直覺推斷出的不合理的溫度-時間分布線。另其控制停止防皺處理的方法為當(dāng)K3線與K1線的溫度差降低至設(shè)定的正或負的預(yù)定值時，即t＝t2時，即表示衣物已達到足夠冷卻的程度，而可由中央控制單元控制關(guān)閉總電源完全停機。雖然不可能有負的溫度差，但若設(shè)定當(dāng)K3線與K1線的溫度差降低至設(shè)定的正的預(yù)定值時，即表示衣物已達到足夠冷卻的程度，而可由中央控制單元控制關(guān)閉總電源完全停機的方法仍是可行。但如此設(shè)計，仍可能因正的預(yù)定值太大時t2值太短而防皺效果不夠，正的預(yù)定值太小時t2值太長又過度運轉(zhuǎn)電機而浪費能源和時間。故該發(fā)明案，其最不可行的控制方法應(yīng)是當(dāng)t＝t1時，當(dāng)K3線與K1線的溫度差增大至設(shè)定的預(yù)定值時的加熱器斷電方法。而經(jīng)我們實機實驗證明，氣候的溫度和相對濕度、衣服的種類和重量均會影響K3線與K1線的溫度差值，故沒有一可靠默認值與衣服干的程度有絕對關(guān)系，默認值定得太小可能在機外空氣的較低溫度和/或較高相對濕度和/或保水能力強的衣服和/或大重量情況下造成不夠干的結(jié)構(gòu)，而默認值定得太高又可能在機外空氣的較高溫度和/或較低相對濕度和/或保水能力低的衣服和/或輕重量情況下造成過度干而浪費能源和時間。故這種控制方法在實踐上常常會不切實際，無法商品化，因此市售干衣機亦沒有此類產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電熱干燥器的省能自動停機的方法，其通過電熱干燥器設(shè)置的中央控制單元，及其連線至電熱干燥器出風(fēng)口前設(shè)置的溫度(或相對濕度)傳感器，經(jīng)檢測在設(shè)定間隔時間內(nèi)的變化量已趨近零(該溫度差或相對濕度差以感測所能達到的精度)，亦即已無明顯變化后，代表被干燥物已干燥，即可控制其適時停機。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種電熱干燥器的省能自動停機的方法，對電熱干燥器可先令加熱器自動斷電而使干燥槽滾筒的電機和風(fēng)扇繼續(xù)運轉(zhuǎn)，繼續(xù)作衣服快速冷卻的防皺處理，之后再由中央控制單元控制關(guān)閉總電源而完全停機，以達成節(jié)省能源和保護干燥物的目的。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種電熱干燥器的省能自動停機的方法，電熱干燥器設(shè)有入風(fēng)口、出風(fēng)口、加熱器、電機、風(fēng)扇、干燥槽滾筒、溫度傳感器及中央控制單元，中央控制單元設(shè)有溫度控制單元，主要由電熱干燥器的中央控制單元與在電熱干燥器的出風(fēng)口前設(shè)置的溫度傳感器連線，當(dāng)經(jīng)感測達到設(shè)定的控制起始溫度時，中央控制單元的溫度控制單元開始作用，每固定時間內(nèi)測定溫度一次，當(dāng)在連續(xù)至少三個測定溫度點組成的至少二個溫度差是在溫度傳感器的精度以內(nèi)時，即可經(jīng)由中央控制單元控制電熱干燥器自動停機。
如上所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，溫度傳感器的精度可為0.1℃至0.5℃。
如上所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，溫度控制單元的開始作用的設(shè)定溫度是取干燥排氣特性溫度-時間線第一段溫度變化很小的溫度與第二段溫度變化很小的最高溫度的中間值。
如上所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，溫度控制單元測定溫度差在設(shè)定范圍內(nèi)時，亦可經(jīng)由中央控制單元控制，僅使電熱干燥器關(guān)閉加熱器的電源，但使干燥槽滾筒的電機和風(fēng)扇繼續(xù)運轉(zhuǎn)，直至電熱干燥器出風(fēng)口前的溫度變化在連續(xù)至少三個溫度點組成的至少二個溫度差是在溫度傳感器的精度兩倍以下時，再由中央控制單元控制關(guān)閉總電源而完全停機。
本發(fā)明還提出另一種電熱干燥器的省能自動停機的方法，電熱干燥器設(shè)有入風(fēng)口、出風(fēng)口、加熱器、電機、風(fēng)扇、干燥槽滾筒、相對濕度傳感器及中央控制單元，中央控制單元設(shè)有相對濕度控制單元，由電熱干燥器的中央控制單元與在電熱干燥器的出風(fēng)口前設(shè)置的相對濕度傳感器連線，當(dāng)經(jīng)檢測達到設(shè)定相對濕度時，中央控制單元的相對濕度控制單元開始作用，每固定時間內(nèi)測定相對濕度一次，當(dāng)在連續(xù)至少三個測定相對濕度點組成的至少二個相對濕度差是在相對濕度傳感器的精度以內(nèi)時，即可經(jīng)由中央控制單元控制電熱干燥器自動停機。
如上所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，相對濕度傳感器的精度可為0.2％至1％。
如上所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，相對濕度控制單元的開始作用的設(shè)定相對濕度是取干燥排氣相對濕度-時間特性線第一段相對濕度變化很小的相對濕度與第二段相對濕度變化很小的最低相對濕度的中間值。
如上所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，相對濕度控制單元測定相對濕度差在設(shè)定范圍內(nèi)時，亦可經(jīng)由中央控制單元控制，僅使電熱干燥器關(guān)閉加熱器的電源，但使干燥槽滾筒的電機和風(fēng)扇繼續(xù)運轉(zhuǎn)，直至電熱干燥器出風(fēng)口前的相對濕度變化在連續(xù)至少三個相對濕度點組成的至少二個相對濕度差是在相對濕度傳感器的精度兩倍以下時，再由中央控制單元控制關(guān)閉總電源而完全停機。
如上所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，所述電熱干燥器為干衣機。
本發(fā)明的特點和優(yōu)點是本發(fā)明克服了公知技術(shù)中以時間控制器來控制機器的干衣時間的浪費能源和時間的缺陷。本發(fā)明以干衣機排氣的合理的溫度-時間分布線的特性作溫度控制來達致自動控制加熱器斷電或停機的方法，不但簡單易行，且不論任何結(jié)構(gòu)的干衣機種(如熱回收干衣機和無熱回收干衣機)均可實行，甚至可應(yīng)用于使用相同原理的電熱干燥器。其主要運用干衣機(或電熱干燥器)的干衣(或干燥)原理，將吸入的空氣以電熱加熱成為中高溫和低相對濕度的干燥空氣，再與被電機和傳動機構(gòu)帶動干衣槽正反轉(zhuǎn)使不停的翻動其中帶水分的衣物(或于干燥槽中以攪拌器攪拌被干燥物)，使帶水分的衣物(或被干燥物)與中高溫和低相對濕度的干燥空氣相混合，衣物(或被干燥物)中的水分蒸發(fā)于熱干燥空氣中而將空氣加濕降溫，再由壓力差將含大量的水汽的空氣排出干衣機(或電熱干燥器)外，而逐漸將潮濕的衣物(或被干燥物)干燥。當(dāng)衣物(或被干燥物)的含水量仍夠高時，此時出風(fēng)的相對濕度為飽和的100％，溫度為較低的濕球溫度，隨著干衣機(或電熱干燥器)的運轉(zhuǎn)而逐漸將潮濕的衣物(或被干燥物)干燥，當(dāng)衣物(或被干燥物)含水量漸漸降低時，即導(dǎo)致干衣槽(或電熱干燥器)內(nèi)空氣的相對濕度由飽和(100％)漸漸降低，而干衣槽(或電熱干燥器)內(nèi)溫度漸漸升高，當(dāng)衣物(或被干燥物)全干時，便完全不再降溫。
利用上述原理，本發(fā)明提出的干衣機或電熱干燥器的省能自動停機的方法，主要由干衣機(或電熱干燥器)的中央控制單元與在干衣機(或電熱干燥器)的出風(fēng)口前設(shè)置的溫度傳感器(或相對濕度傳感器)連線，當(dāng)經(jīng)感測達到在某一設(shè)定“起始作用的感測溫度”(或設(shè)定“起始作用的感測相對濕度”時，溫度控制單元(或相對濕度控制單元)開始作用，在固定時間差測定溫度(或相對濕度)一次，直至在連續(xù)至少三個溫度點組成的至少二個溫度差是在設(shè)定的溫度差(該設(shè)定的溫度差以溫度傳感器所能達到的精度為準(zhǔn))以下時(或在連續(xù)至少三個相對濕度點組成的至少二個相對濕度差是在設(shè)定的相對濕度差以下時，該設(shè)定的相對濕度差以相對濕度傳感器所能達到的精度為準(zhǔn))，表示衣物已達到足夠干的程度，而可由中央控制單元控制其自動停機，以免浪費能源和時間以及過度加熱造成衣物的損壞(或不必要的過度干燥被干燥物)，以達到保護衣物和節(jié)省能源以及時間的功效。該設(shè)定溫度差(或相對濕度差)以感測所能達到的精度為依據(jù)。另外，亦可設(shè)計此時不作停機的控制而只是先將加熱器斷電，而使干衣槽滾筒的電機和風(fēng)扇繼續(xù)運轉(zhuǎn)，繼續(xù)作衣服快速冷卻的防皺處理，直至干衣機出風(fēng)口稍前的位置的溫度(或相對濕度)變化在連續(xù)至少三個溫度點組成的至少二個溫度差是在前面所述的加熱器斷電控制的設(shè)定的溫度差兩倍以下(或前面所述的加熱器斷電控制的設(shè)定的相對濕度差兩倍以下)時，再由中央控制單元控制關(guān)閉總電源而完全停機，使衣服進行防皺處理。防皺處理停機采用較低精度的溫度差(或相對濕度差)的理由主要是防皺處理的目的是快速冷卻衣物，只要衣物已大致接近機外溫度就可達到一定的效果，不必過度操作以節(jié)省能源。


圖1為美國專利4,485,566號所依據(jù)的熱回收干衣機結(jié)構(gòu)圖。
圖2為美國專利4,485,566號發(fā)明人所推斷的熱回收干衣機排氣(K3)和預(yù)熱后空氣(K1)的溫度(T)-時間(t)分布圖。
圖3為干衣機或電器干燥器的干燥原理示意圖。(濕度線圖)圖4為合理的熱回收干衣機排氣(K3)和預(yù)熱后空氣(K1)的溫度-時間分布圖。
圖5為本發(fā)明的所依據(jù)無熱回收干衣機中的相關(guān)位置示意圖。
圖6為本發(fā)明的控制電路示意圖。
圖7為本發(fā)明的單芯片微處理器與固態(tài)繼電器電路圖。
圖8為加熱器斷電控制和防皺過程完成斷電停機控制的溫度-時間曲線圖。
圖9為控制起始溫度Ts選定在干衣機排風(fēng)最高溫和最低溫之間的中間值的定義參考圖。
附圖標(biāo)號說明(公知部分)1、機體10、預(yù)熱空氣 11、熱空氣12、預(yù)熱空氣溫度傳感器 13、排氣溫度傳感器 2、干衣滾筒3、電機4、風(fēng)扇 5、機外空氣6、進氣孔 7、加熱器8、濕空氣9、排氣管(本發(fā)明部分)10、入風(fēng)口 20、出風(fēng)口 30、加熱器40、電機 50、風(fēng)扇 60、干衣槽滾筒70、溫度傳感器 80、相對濕度傳感器 90、中央控制單元901、溫度控制單元 902、相對濕度控制單元具體實施方式
以下配合附圖詳細說明本發(fā)明的電熱干燥器的省能自動停機的方法，并以干衣機為例進行詳細說明。
首先，干衣機(或電熱干燥器)的干衣(或干燥)原理如圖3的空氣濕度線圖所示，干衣機(或電熱干燥器)是將吸入的空氣(狀態(tài)1)，以電熱加熱成為中高溫和低相對濕度的干燥空氣(狀態(tài)2)，再使電機和傳動機構(gòu)帶動干衣槽正反轉(zhuǎn)以不停的翻動其中帶水分的衣物(或于干燥槽中以攪拌器攪拌被干燥物)，使帶水分的衣物(或被干燥物)與中高溫和低相對濕度的干燥空氣相混合，使衣物(或被干燥物)中的水分蒸發(fā)于熱干燥空氣中而將空氣加濕降溫，再由壓力差將含大量水汽的空氣(狀態(tài)3)排出干衣機(或電熱干燥器)外，當(dāng)衣物(或被干燥物)的含水量仍夠高時，狀態(tài)3的相對濕度Φ3＝100％，狀態(tài)3的溫度T3較狀態(tài)2的溫度T2低。隨著干衣機(或電熱干燥器)的運轉(zhuǎn)而逐漸將潮濕的衣物(或被干燥物)干燥，當(dāng)衣物(或被干燥物)含水量漸漸降低時，排出干衣機外的空氣漸漸無法達到狀態(tài)3的絕熱加濕的飽和狀態(tài)，由飽和狀態(tài)的氣溫T3和相對濕度Φ3＝100％，沿著等濕球溫度線向狀態(tài)2靠近；即由3-3′-3″-3-2，相對濕度漸漸降低靠近狀態(tài)2的相對濕度值Φ2，溫度漸漸升高靠近T2。當(dāng)衣物全干時，便完全等于狀態(tài)2不再降溫(或狀態(tài)2的相對濕度值不再升高)。由以上干衣機(或電熱干燥器)排氣的溫度特性可知，當(dāng)衣物(或被干燥物)全干時，干衣機排氣(或電熱干燥器)的溫度保持高溫不變(或相對濕度值保持最低值不再升高)，此時應(yīng)可停止加熱，以節(jié)省能源和時間。
在了解干衣機原理后，并由我們以真實的實驗所得的實驗數(shù)據(jù)的認知，和由熱力學(xué)和熱傳導(dǎo)學(xué)的原理可推斷出美國專利4,485,566號發(fā)明所依據(jù)圖1的熱回收利用式干衣機，其感測預(yù)熱空氣的溫度(T)-時間(t)的K1線，和感測排氣的溫度(T)-時間(t)的K3線的合理的結(jié)果應(yīng)為圖4所示的K3和K1線，而非前述不合原理圖1中的情形。
圖4中的K3由與室溫TA相對的點1開始快速升溫，故1-2線上升的斜率較陡，此時加熱升溫效果大于濕衣蒸發(fā)降溫的效果，當(dāng)加熱升溫效果與濕衣蒸發(fā)降溫達到平衡時，上升的斜率趨緩而漸漸接近水平，即點2位置，此時相對濕度維持靠近100％，其溫度維持靠近濕球溫度，故溫度變化不大，直至到達點3位置為止。隨著干衣機的運轉(zhuǎn)而逐漸將潮濕的衣物干燥，當(dāng)衣物含水量漸漸降低時，排出干衣機外的空氣漸漸無法達到狀態(tài)3的絕熱加濕的飽和狀態(tài)，相對濕度逐漸降低而氣溫逐漸升高，當(dāng)衣物全干時，空氣溫度升高至加熱器所能加的最高溫度，上升的斜率趨緩而漸漸接近水平，即點4位置，點4位置以后溫度不再改變，如4-5所示，此時衣服已干應(yīng)可停止加熱。故在點5位置將加熱器斷電(t＝t1)。但可使干衣槽滾筒的電機和風(fēng)扇繼續(xù)運轉(zhuǎn)，繼續(xù)吸入室內(nèi)較冷空氣去快速連冷卻正處于高溫的衣服作防皺處理，同時又可利用衣服的余溫加熱空氣并降低其相對濕度可繼續(xù)對衣服折角處可能仍不夠干的位置作干燥，有雙重干燥的作用，可確保衣服的干燥程度。由于不再加熱，排出空氣開始快速降溫，故有較陡的溫度下降斜率，溫度下降斜率逐漸趨緩而接近水平，即點6的位置，此時衣服已接近干衣機外氣溫，即表示衣物已達到足夠冷卻的程度，而可一由中央控制單元首先控制關(guān)閉總電源以完全停機(t＝t2)。此外，預(yù)熱空氣的溫度-時間線K1線與K3的溫度差在K3線上1-2線段會逐漸擴大，在2-3線段維持相等，在3-4線段又開始擴大，而在4-5線段維持相等，再在5-6線段又逐漸縮小。由此可知，以K1線與K3線的溫度差來作為溫度差的控制實在過于復(fù)雜而不切實際。
美國專利4,485,566號的溫度控制方法是當(dāng)圖1中的K3線與K1線的溫度差增大至設(shè)定的預(yù)定值時，即t＝t1的時間，認為衣服已達到足夠干的程度，即可由中央控制單元首先關(guān)閉加熱器的電源，但與圖4相比較，并不一定到達點4時K3線與K1線的溫度差為最大值，故衣服不一定足夠干，且經(jīng)我們實機實驗證明，干衣機外空氣的溫度和相對濕度、衣服的種類和重量均會影響K3線與K1線兩者的溫度差值，故沒有一可靠默認值與衣服干的程度有絕對關(guān)系，默認值定得太低，可能在溫度低和/或高相對濕度和/或保水能力強的衣服和/或大重量情況不夠干，默認值定得太高又可能在溫度高和/或低相對濕度和/或保水能力低的衣服和/或輕重量情況下造成過度干而浪費能源和時間。且若圖4中的K3線與K1線的溫度差的設(shè)定的預(yù)定值設(shè)得過大而且大于當(dāng)時氣候條件、衣服種類和重量的溫度差最大值時，有可能永遠達不到K3線與K1線的溫度差，而永遠不會將加熱器自動斷電。此外，防皺處理過程的方法為當(dāng)K3線與K1線的溫度差降低至設(shè)定的正或負的預(yù)定值時，即t＝t2時，即表示衣物已達到足夠冷卻的程度，而可由中央控制單元首先控制關(guān)閉總電源完全停機。雖然不可能有負的溫度差，但若設(shè)定當(dāng)K3線與K1線的溫度差降低至設(shè)定的正的預(yù)定值時，即表示衣物已達到足夠冷卻的程度，而可由中央控制單元首先控制關(guān)閉總電源完全停機仍是可行。但如此設(shè)計，仍可能因正的預(yù)定值太大時t2值太短而不夠防皺效果，正的預(yù)定值太小時t2值太長又過度運轉(zhuǎn)電機而浪費能源和時間。故以上兩種控制方法在實踐上常常會不切實際，尤其是對加熱器自動斷電的方法更是如此，此乃是造成其無法商品化的原因。
由此可知，請參見圖1、圖5，雖然圖1中熱回收干衣機烘干滾筒內(nèi)的空氣溫度較高而干燥能力較好，但出風(fēng)前已將其部份熱能對進入機內(nèi)的空氣預(yù)熱，故在出風(fēng)口處溫度已降低，因此不論如圖5所示的無熱回收干衣機或如圖1中有熱回收干衣機，其排氣的K3溫度-時間分布線均與圖4中的K3線的溫度-時間分布特性很接近，只是溫度-時間分布線隨著氣候條件和衣服的種類和重量的不同會有向上或向下的平移。故本發(fā)明只要針對干衣機排氣的K3溫度-時間分布線的特性作溫度控制，即可在衣服完全干時自動停機，同樣方法也可應(yīng)用于電熱干燥器，當(dāng)被干燥物全干時自動停機，或先令加熱器斷電，待防皺過程完成后再使總電源斷電。
因此，本發(fā)明主要是通過干衣機(或電熱干燥器，本實施例以干衣機為例)設(shè)置的中央控制單元，及其連線至干衣機排風(fēng)管出風(fēng)口前位置的溫度(或相對濕度)傳感器，達到在某一設(shè)定“起始作用的感測溫度”(或設(shè)定“起始作用的感測相對濕度”)時，溫度控制單元(或相對濕度控制單元)開始作用，經(jīng)感測在設(shè)定間隔時間內(nèi)的變化量已趨近零(傳感器所能測出的精度)，亦即已無明顯變化后，代表衣服已干燥，即可控制其適時自動停機。其中，本發(fā)明的干衣機設(shè)有入風(fēng)口10、出風(fēng)口20、加熱器30、電機40、風(fēng)扇50、干衣槽滾筒60、溫度傳感器70(或相對濕度傳感器80)及中央控制單元90(如圖5)，中央控制單元90設(shè)有溫度控制單元901(或相對濕度控制單元902)，主要由中央控制單元90與干衣機的出風(fēng)口20前位置設(shè)置的溫度傳感器70(或相對濕度傳感器80)連線，當(dāng)經(jīng)感測達到設(shè)定溫度(或設(shè)定相對濕度)時，中央控制單元90的溫度控制單元901(或相對濕度控制單元902)開始作用，每固定時間(如每一分鐘)內(nèi)測定溫度(或相對濕度)一次，直至在連續(xù)至少三個測定溫度點組成至少二個溫度差在傳感器所能測出的精度(通常在0.1℃至0.5℃)以內(nèi)時，或在連續(xù)至少三個測定相對濕度點組成至少二個相對濕度差在傳感器所能測出的精度(通常在0.2％至1％)以下時，衣服已達到足夠干的程度，即可經(jīng)由中央控制單元90控制干衣機的加熱器自動斷電及同時停機。
或是加入防皺處理的程序，亦即衣物已達到足夠干的程度時，而可由中央控制單元90首先控制關(guān)閉加熱器30的電源，但仍帶動干衣槽滾筒60的電機40、風(fēng)扇50繼續(xù)運轉(zhuǎn)，繼續(xù)吸入室內(nèi)較冷空氣以快速冷即正處于高溫的衣服作防皺處理，同時又可利用衣服的余溫加熱空氣降低其相對濕度，以繼續(xù)對衣服折角可能仍不夠干處進一步干燥，而使有雙重干衣的保險作用。其操作為每固定時間(如每一分鐘)內(nèi)測定出風(fēng)口溫度(或相對濕度)一次，直至在連續(xù)至少三個測定溫度點組成至少二個溫度差是在感測器所能測出的精度兩倍以下(通常在0.2℃至1℃)以內(nèi)時，或在連續(xù)至少3個測定相對濕度點組成至少二個相對濕度差是在傳感器所能測出的精度兩倍以下(通常在0.4％至2％)以下時，衣服已達到足夠冷的程度，即可經(jīng)由中央控制單元90控制干衣機自動完全停機(請參圖8加熱器斷電控制和防皺過程完成斷電停機控制的溫度-時間曲線圖)。
以下便是本發(fā)明的具體實施例當(dāng)干衣機開始運轉(zhuǎn)干燥濕衣服時，連續(xù)測定溫度(或相對濕度)。當(dāng)干衣機出風(fēng)口20稍前的位置的溫度經(jīng)感測已達到某一設(shè)定控制器起始控制溫度，該控制器起始控制溫度可取如圖4所示的干衣排氣特性K3線第一段(概略水平)不變溫度與第二段(概略水平)不變最高溫度的中間值，例如中國臺灣可設(shè)定為38℃(請參圖9控制起始溫度Ts的定義參考圖)，溫度控制單元901開始作用，或當(dāng)干衣機出風(fēng)口20稍前的位置的相對濕度經(jīng)檢測已達到某一設(shè)定控制器起始控制相對濕度，該控制器起始控制相對濕度可取干衣排氣特性K3線第一段(概略水平)不變相對濕度與第二段(概略水平)不變最低相對濕度的中間值，例如中國臺灣可設(shè)定為相對濕度30％，控制單元902開始作用，每分鐘測定溫度(或相對濕度)一次，在連續(xù)四個溫度點組成三個溫度差是在所采用溫度感測器的精度(例如0.2℃)以下時，或當(dāng)干衣機出風(fēng)口20稍前的位置的相對濕度變化，在連續(xù)四個相對濕度點組成的三個相對濕度差是在所采用相對濕度傳感器的精度(如0.4％)以下時，即表示衣物已達到足夠干的程度，而可由中央控制單元90首先控制關(guān)閉加熱器30的電源，但帶動干衣槽滾筒60的電機40和風(fēng)扇50繼續(xù)運轉(zhuǎn)，繼續(xù)吸入室內(nèi)較冷的空氣以快速冷卻正處于高溫的衣服作防皺處理，同時又可利用衣服的余溫加熱空氣降低其相對濕度，繼續(xù)對衣服折角可能仍不夠干處作干燥，有雙重干衣的作用，直至干衣機出風(fēng)口20稍前的位置的溫度變化在連續(xù)四個溫度點組成的三個溫度差在傳感器所能測出的精度兩倍以下(如0.4℃)以下時，或當(dāng)干衣機出風(fēng)口20稍前的位置的相對濕度變化在連續(xù)四個相對濕度點組成的三個相對濕度差在傳感器所能測出的精度兩倍以下(如0.8％)以下時，即表示衣物已達到足夠冷卻的程度，而可由中央控制單元90控制關(guān)閉總電源以完全停機。
以上，是以連續(xù)四個溫度點(相對濕度點)組成三個溫度差(相對濕度差)在特定范圍內(nèi)為例，事實上，以連續(xù)至少三個溫度點(相對濕度點)組成至少二個溫度差(相對濕度差)在特定范圍內(nèi)，已可成功利用本方法進行控制；故此，測定溫度時，直至在連續(xù)至少三個測定溫度點組成至少二個溫度差在傳感器所能測出的精度(通常在0.1℃至0.5℃)以內(nèi)時，即可關(guān)閉加熱器30的電源。其控制方法如圖8所示。
如此可改善公知干衣機用粗估時間控制停機方法的缺陷(即若時間設(shè)定不足，衣服便不夠干，或時間過長導(dǎo)致過度加熱造成衣物的損壞和浪費能源和時間的缺點)，達成節(jié)省能源和時間以及保護衣物的目的。又若增加采用防皺處理方法，更可增加防止衣物皺折以及立即取出干燥衣物而不會燙手的優(yōu)點。
而在控制電路方面，可如圖6所示，單芯片微處理器與固態(tài)繼電器的電路則如圖7所示，因其為一般電路應(yīng)用，于此不予贅述。由對如圖5所示的無熱回收利用的干衣機排氣試驗所得的溫度-時間的K3線，說明加熱器30斷電控制和防皺過程完成斷電停機的控制，干衣機排氣試驗所得的溫度-時間的K3特性曲線有三段溫度變化不大的線段，第一段溫度變化不大的線段是較低溫度的濕衣服除濕烘干中干衣筒熱空氣含水汽為飽和階段(可參考圖4中的2-3線段)。第二段溫度變化不大的線段是較高溫度的衣服已烘干階段(可參考圖4中的4-5線段)。為控制較高溫度第二段的衣服已烘干階段來作加熱器斷電，必須跳過較低溫度的濕衣服除濕烘干中溫度變化不大的第一階段?？稍趦呻A段的溫度值中間取一控制起始溫度Ts(如中國臺灣可設(shè)定為38℃)，作為單芯片微處理器與固態(tài)繼電器的電路控制起始溫度Ts(參見圖9)。從Ts開始，每一分鐘讀取排氣溫度，并將連續(xù)兩溫度差作比較；如圖9，在第二段最高溫度變化不大的線段中量得連續(xù)四點溫度T1、T2、T3、T4；當(dāng)(T2-T1)，(T3-T2)，(T4-T3)均小于溫度傳感器的精度ΔTL1(ΔTL1目前暫定為0.2℃)時，即表示衣物已達到足夠干的程度，應(yīng)該停止加熱，則單芯片微處理器輸出“0”低電位信號，控制固態(tài)繼電器(一)切斷加熱器電源，停止加熱。
至于衣服快速冷卻的防皺處理完成時電機和風(fēng)扇的斷電控制方面，雖然加熱器已斷電，但帶動干衣槽滾筒60的電機40和風(fēng)扇50繼續(xù)運轉(zhuǎn)，當(dāng)溫度下降如圖9，在第三段溫度變化不大的線段中量得連續(xù)四點溫度T5、T6、T7、T8，當(dāng)(T6-T5)，(T7-T6)，(T8-T7)均小于溫度傳感器的精度的兩倍ΔTL2(ΔTL2目前暫定為0.4℃，因作防皺處理只需衣物已達到足夠冷卻的程度，不需太高精度)時，則單芯片微處理器輸出“0”低電位信號，控制固態(tài)繼電器(二)作切斷電源的控制，停止電機和風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，烘干衣物及防皺處理完成。
據(jù)上所述，可知本發(fā)明當(dāng)干衣機對除濕的衣物達到干的程度時自動停機的構(gòu)想可以準(zhǔn)確的判斷出衣物的烘干與否，對于使用者實有很大的便利性，不會因為衣物烘不干而產(chǎn)生異味，也不會因為過度干燥而傷害衣物的質(zhì)料，又若增加采用防皺處理方法，更可增加防止衣物皺折以及立即取出干燥衣物而不會燙手的優(yōu)點。實為考慮人性化且確實可行的創(chuàng)意發(fā)明，其實用便利性與省能省時更是本發(fā)明最大的特色，況且經(jīng)實際以干衣機改裝本發(fā)明的溫度或相對濕度的控制方法試驗，亦已證實確為可行。相信本發(fā)明的產(chǎn)品必會受到消費者的熱烈歡迎愛用，家電廠商接受本發(fā)明的方法并將之商品化后，便能增加其干衣機或電器干燥器的產(chǎn)品的競爭力。
綜上所述，可知本發(fā)明的方法確可達到節(jié)省能源和時間及保護衣物的目的，且使干衣機或電器干燥器的產(chǎn)品的功能更加完善，其運作更符合社會消費者的需求。
權(quán)利要求
1.一種電熱干燥器的省能自動停機的方法，其特征在于，所述電熱干燥器設(shè)有入風(fēng)口、出風(fēng)口、加熱器、電機、風(fēng)扇、干燥槽滾筒、溫度傳感器及中央控制單元，中央控制單元設(shè)有溫度控制單元，主要由電熱干燥器的中央控制單元與在電熱干燥器的出風(fēng)口前設(shè)置的溫度傳感器連線，當(dāng)經(jīng)感測達到設(shè)定的控制起始溫度時，中央控制單元的溫度控制單元開始作用，每固定時間內(nèi)測定溫度一次，當(dāng)在連續(xù)至少三個測定溫度點組成的至少二個溫度差是在溫度傳感器的精度以內(nèi)時，即可經(jīng)由中央控制單元控制電熱干燥器自動停機。
2.如權(quán)利要求1所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，其特征在于，溫度傳感器的精度為0.1℃至0.5℃。
3.如權(quán)利要求1所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，其特征在于，溫度控制單元的開始作用的設(shè)定溫度是取干燥排氣特性溫度-時間線第一段溫度變化很小的溫度與第二段溫度變化很小的最高溫度的中間值。
4.如權(quán)利要求1所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，其特征在于，溫度控制單元測定溫度差在設(shè)定范圍內(nèi)時，亦可經(jīng)由中央控制單元控制，僅使電熱干燥器關(guān)閉加熱器的電源，但使干燥槽滾筒的電機和風(fēng)扇繼續(xù)運轉(zhuǎn)，直至電熱干燥器出風(fēng)口前的溫度變化在連續(xù)至少三個溫度點組成的至少二個溫度差是在溫度傳感器的精度兩倍以下時，再由中央控制單元控制關(guān)閉總電源而完全停機。
5.一種電熱干燥器的省能自動停機的方法，電熱干燥器設(shè)有入風(fēng)口、出風(fēng)口、加熱器、電機、風(fēng)扇、干燥槽滾筒、相對濕度傳感器及中央控制單元，中央控制單元設(shè)有相對濕度控制單元，由電熱干燥器的中央控制單元與在電熱干燥器的出風(fēng)口前設(shè)置的相對濕度傳感器連線，當(dāng)經(jīng)檢測達到設(shè)定相對濕度時，中央控制單元的相對濕度控制單元開始作用，每固定時間內(nèi)測定相對濕度一次，當(dāng)在連續(xù)至少三個測定相對濕度點組成的至少二個相對濕度差是在相對濕度傳感器的精度以內(nèi)時，即可經(jīng)由中央控制單元控制電熱干燥器自動停機。
6.如權(quán)利要求5所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，其特征在于，相對濕度傳感器的精度為0.2％至1％。
7.如權(quán)利要求5所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，其特征在于，相對濕度控制單元的開始作用的設(shè)定相對濕度是取干燥排氣相對濕度-時間特性線第一段相對濕度變化很小的相對濕度與第二段相對濕度變化很小的最低相對濕度的中間值。
8.如權(quán)利要求5所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，其特征在于，相對濕度控制單元測定相對濕度差在設(shè)定范圍內(nèi)時，亦可經(jīng)由中央控制單元控制，僅使電熱干燥器關(guān)閉加熱器的電源，但使干燥槽滾筒的電機和風(fēng)扇繼續(xù)運轉(zhuǎn)，直至電熱干燥器出風(fēng)口前的相對濕度變化在連續(xù)至少三個相對濕度點組成的至少二個相對濕度差是在相對濕度傳感器的精度兩倍以下時，再由中央控制單元控制關(guān)閉總電源而完全停機。
9.如權(quán)利要求1或5所述的電熱干燥器的省能自動停機的方法，其特征在于，所述電熱干燥器為干衣機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電熱干燥器的省能自動停機的方法，主要由電熱干燥器的中央控制單元與在電熱干燥器的出風(fēng)口前設(shè)置的溫度傳感器(或相對濕度傳感器)連線，當(dāng)經(jīng)感測達到在某一設(shè)定起始作用的感測溫度(或設(shè)定起始作用的感測相對濕度)時，溫度控制單元(或相對濕度控制單元)開始作用，在固定時間差測定溫度(或相對濕度)一次，直至在連續(xù)至少三個溫度點組成至少二個溫度差在設(shè)定的溫度差以下時(或在連續(xù)至少三個相對濕度點組成至少二個相對濕度差在設(shè)定的相對濕度差以下時)，表示衣物已達到足夠干的程度，而可由中央控制單元控制其自動停機，以免浪費能源和時間以及不必要的過度干燥被干燥物，以達成保護被干燥物節(jié)省能源以及時間的目的。
文檔編號D06F58/02GK1814901SQ200510005338
公開日2006年8月9日 申請日期2005年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者黃景良, 周煥銘, 謝聰烈, 李振發(fā) 申請人:黃景良