Desain dan pengembangan skema pemanas

1. Pengantar pemanas portabel

Dengan perkembangan zaman, standar kehidupan masyarakat juga telah meningkat secara signifikan.Di musim dingin, orang hanya dapat membakar batu bara di rumah mereka sendiri untuk pemanasan, yang memiliki dampak tertentu pada kesehatan pernapasan manusia. Suhu di dalam rumah kadang-kadang relatif tinggi. rendah. Di zaman modern, ada berbagai metode pemanasan.Orang bisa merasakan suhu hangat di rumah selama mereka membayar biaya pemanasan, dan itu tidak berpengaruh pada kesehatan mereka sendiri. Namun, tidak dapat dihindari bahwa efek pemanasan tidak sebagus yang diharapkan. Oleh karena itu, pemanas telah dikembangkan untuk membantu orang melalui musim dingin. Pemanas portabel berukuran kecil, ringan, dan mudah digunakan, yang sangat populer di kalangan konsumen.

Kedua, klasifikasi pemanas portabel

Ada enam jenis utama pemanas portabel: pemanas saku, botol air panas yang dapat diisi ulang, pemanas listrik yang diisi oli, pemanas PTC, pemanas konveksi, dan pemanas film listrik.

(1) Huailu: Apa itu Huailu? Kedengarannya seperti itu hanya akan muncul di buku yang menguning. Penghangat tangan, juga dikenal sebagai penghangat tangan, adalah pemanas portabel terkecil yang cocok untuk orang dengan tangan dan kaki, neuralgia, pilek, rematik dan sakit punggung. Tungku terutama bergantung pada pembakaran minyak untuk menghasilkan panas. Badan tungku digunakan sebagai wadah untuk menyimpan minyak. Beberapa tungku berkualitas tinggi dengan dua atau dua minyak dapat digunakan selama 8 jam tanpa pendinginan, tetapi Anda harus berhati-hati untuk mencegah kebocoran minyak selama penggunaan.

(2) Botol air panas isi ulang: Di masa lalu, orang mengandalkan kantung air panas untuk pemanasan. Isi kantung air panas dengan air mendidih dan letakkan di tempat tidur sebelum tidur setiap hari untuk membuat tempat tidur lebih hangat tanpa sentuhan dingin. Penemuan botol air panas yang dapat diisi ulang memecahkan kekurangan kantong air panas biasa yang memiliki waktu pengawetan pendek dan bergantung pada air mendidih untuk pemanasan. Botol air panas isi ulang terutama menggunakan pemanas kawat pemanas listrik sebagai metode kontrol utama, tetapi jika botol air panas kawat pemanas listrik tidak menjalani pemrosesan multi-layer, keamanan tangki dalamnya juga rentan terhadap bahaya seperti kebocoran dan ledakan.

(3) Pemanas listrik penuh minyak: Pemanas listrik penuh minyak juga disebut pemanas listrik. Volume pemanas listrik jenis ini tidak terlalu besar. Ini memanaskan jenis baru minyak transfer panas sekitarnya melalui pipa panas setelah diberi energi, dan menghilangkan panas dari pipa panas atau diffuser, sehingga meningkatkan suhu. Ketika suhu oli internal mencapai 85 derajat, sistem kontrol suhu akan secara otomatis memotong Catu daya untuk mencegah bahaya. Karena pemanas listrik portabel memiliki faktor keamanan tinggi, umur panjang, dan penggunaan yang mudah, sangat cocok untuk keluarga dengan orang tua dan anak-anak yang tinggal di rumah. Meskipun pemanas listrik yang diisi oli mudah digunakan dan tidak perlu mengganti oli perpindahan panas, efek pembuangan panasnya tidak baik dan mengkonsumsi banyak listrik.

(4) Pemanas PTC: Pemanas PTC, seperti namanya, dapat mengeluarkan angin suhu tinggi untuk meningkatkan panas di udara. PTC adalah singkatan untuk elemen pemanas keramik. Sistem suhunya menggunakan kipas untuk menggerakkan udara melalui elemen pemanas PTC untuk memaksa konveksi. Bagian dalam pemanas PTC dilengkapi dengan pembatas suhu, ketika tuyere diblokir, maka secara otomatis akan mematikan daya, dan beberapa juga menggunakan metode pembuangan. Pemanas PTC umumnya memiliki fungsi tahan air yang baik, sehingga lebih cocok untuk digunakan di kamar mandi. Ini memiliki kinerja keselamatan tinggi, harga rendah dan rasio harga kinerja tinggi. Ini adalah pemanas portabel yang populer di zaman modern.

(5) Pemanas konveksi: Bagian atas pemanas konveksi adalah lubang udara, dan bagian bawah adalah saluran masuk udara.Ketika daya dicolokkan, udara di sekitar tabung pemanas listrik dipanaskan, gas naik dan dilepas dari lubang udara, sedangkan udara dingin di sekitarnya diambil dari saluran masuk Pengisian inlet dan sirkulasi adalah konsep desain sistem suhu pemanasan konveksi. Ini juga memiliki tingkat keamanan tertentu. Ketika outlet diblokir dan suhu naik dengan cepat, elemen kontrol suhu akan mati secara otomatis. Kebisingan dari pemanas listrik semacam ini sangat kecil, tetapi kecepatan pemanasannya lambat.

(6) Pemanas film listrik: Pemanas film listrik adalah teknologi pemanas portabel paling canggih. Ini menggunakan film pemanas listrik yang benar-benar transparan sebagai bahan penghasil panas, menggunakan struktur saluran udara panas di dalamnya, dan mengadopsi metode konveksi yang diperkuat, suhu naik dengan cepat, dapat mencapai lebih dari 100 derajat dalam 3 menit. Pemanas film listrik umumnya berukuran kecil, panjang dalam masa pakai, bentuknya baru, dan salah satu pemanas portabel terlaris.

3. Desain sistem kontrol suhu untuk pemanas portabel

Sistem kontrol suhu pemanas portabel dapat dibagi ke dalam kategori berikut.

(1) Elemen pemanas kawat pemanas listrik: Kawat pemanas digunakan untuk menghasilkan panas, dan kemudian panas yang dihasilkan dihamburkan melalui kipas, yang terutama digunakan dalam pemanas. Setelah peningkatan dan reformasi produk, beberapa pemanas listrik portabel menggunakan jarak reflektif untuk menghilangkan panas yang dihasilkan oleh kawat pemanas. Umumnya, badan pesawat dapat diputar pada sudut tertentu untuk pemanasan multi-arah. Pada saat yang sama, ia juga memiliki kinerja keselamatan yang canggih. Mengadopsi sistem kontrol suhu yang secara otomatis memotong catu daya ketika daya dicampakkan atau suhunya terlalu tinggi.

(2) Elemen pemanas tabung kuarsa: Jenis produk ini terdiri dari komponen dasar seperti elemen pemanas listrik tersegel, permukaan parabola atau reflektor, dan strip pelindung. Tabung radiasi kuarsa adalah elemen kontrol suhu utama, dan teknologi hemat energi dipanaskan oleh sinar inframerah jauh. Radiasi inframerah yang dipancarkan oleh radiasi inframerah dapat diserap oleh objek dan langsung berubah menjadi panas untuk mencapai tujuan pemanasan. Karena teknologi ini sangat maju, dan inframerah dapat menghasilkan terapi fisik pada tubuh manusia, itu selalu menjadi salah satu pemanas listrik portabel yang disukai oleh konsumen.

(3) Elemen pemanas tabung logam: sama seperti kawat pemanas pemanas listrik, mirip dengan kipas angin listrik. Menggunakan prinsip pemanasan tabung logam, permukaan pantulan digunakan untuk menghilangkan panas, sehingga memainkan peran dalam pemanasan. Desain sistem kontrol suhu ini lebih panjang dan lebih aman daripada kabel pemanas. Tetapi kekurangannya sama dengan pemanasan kawat pemanas, perlu kerja terus menerus, konsumsi daya besar, dan suhu turun dengan cepat setelah listrik mati.

(4) Elemen pemanas tabung halogen: Tabung halogen adalah jenis saluran bercahaya dan penghasil panas dengan sifat tertutup. Ada kawat tungsten di tengah dan diisi dengan gas inert halogen. Tabung halogen memanas dan tidak teroksidasi, sehingga memiliki masa pakai yang lama, kecepatan pemanasan yang cepat, dan efisiensi kerja yang tinggi.

(5) Elemen pemanas serat karbon: Terbuat dari serat karbon untuk membuat elemen pemanas berbentuk tabung, yang menggunakan panas yang dihasilkan oleh serat karbon untuk berdifusi pada permukaan pantulan untuk mencapai tujuan pemanasan. Jenis produk ini umumnya menggunakan tabung tunggal untuk pemanasan, yang memiliki kenaikan suhu cepat dan efisiensi tinggi. Namun, dibandingkan dengan produk portabel lainnya, pemanas saat ini yang menggunakan serat karbon untuk pemanasan sedikit lebih besar.

Saat ini, ada sistem kontrol suhu seperti pemanas minyak termal dan pemanas keramik di pasaran.Prinsip pemanasan mereka sedikit berbeda, dan ada juga perbedaan fungsi dan nilai praktis. Konsumen dapat memilih pemanas portabel yang paling praktis berdasarkan kebutuhan mereka sendiri.

Keempat, desain pemanas listrik remote control hemat energi

Saat ini, pemanas listrik yang digunakan dalam jumlah besar dikendalikan secara manual, dengan daya tinggi dan konsumsi energi tinggi. Pemanas listrik remote control hemat energi yang diperkenalkan dalam artikel ini dikendalikan oleh remote control infra merah, dan beberapa nilai suhu yang telah ditentukan diatur sesuai dengan kebutuhan pengguna. Ketika suhu kamar selama pemanasan mencapai suhu yang telah ditentukan, maka secara otomatis akan mematikan daya, dan kemudian secara otomatis memanas setelah suhu turun, sehingga mencapai efek penghematan energi dan kenyamanan. Sistem kontrol terdiri dari sirkuit catu daya, sirkuit kontrol utama, sirkuit pemancar kendali jarak jauh, sirkuit kontrol suhu ambang tunggal, kipas dan sirkuit perlindungan pembuangan panas sisa. Sirkuit lengkap ditunjukkan pada Gambar 1.

4.1 Rangkaian catu daya pemanas listrik

Setelah tegangan catu daya 220V diturunkan oleh transformator, jembatan diperbaiki oleh D1-D4, disaring oleh C1 untuk menghasilkan tegangan sekitar 19V, dan kemudian distabilkan oleh regulator tiga terminal N3 (7812) untuk mendapatkan tegangan 12V, penyaringan C2, dan dioda Zener Nilai pengaturan tegangan D20 adalah 5.6V. Karena tegangan antara emitor dan basis transistor V1 adalah sekitar 0,6 ~ 0,7V, drop tegangan antara anoda D5 dan emitor V1 adalah 5V. Setelah tegangan C3 dan C4 Tingkat pertama penyaringan, R3, C5 dan tingkat kedua penyaringan dipasok ke chip utama N1, R4, C6 dan tingkat kedua penyaringan disuplai ke kepala penerima Z1. Perlu dicatat bahwa catu daya 5V dari N1 dan Z1 adalah catu daya mengambang, yang berarti bahwa terminal negatif tidak terhubung ke ground catu daya, tetapi terminal negatif 2 pin terhubung ke 7V, terminal positif 5 pin terhubung ke 12V, dan perbedaan tegangan adalah 5V. Catu daya 5V.

4.2 Rangkaian kontrol utama pemanas hemat energi

Sirkuit ini terutama mengadopsi chip terintegrasi PT2128A-C31 untuk kontrol. C7, C8, X1, N1 merupakan osilator kristal 455KHZ, yang menghasilkan sinyal clock yang diperlukan untuk operasi chip. Kepala penerima Z1 menerima sinyal dari pemancar kendali jarak jauh inframerah, menguatkan, mendemodulasi, dan menerjemahkannya dan mengirimkannya ke pin 1 dari PT2128A-C31. Menurut informasi nilai preset suhu dalam sinyal kendali jarak jauh inframerah, pin 16 dan 17 dari PT2128A-C31 Salah satu dari 18 pin harus level rendah, dan dua pin lainnya adalah level tinggi. Ketika pin 18 berada pada level rendah, melalui resistor R6, transistor V3 jenuh dan dihidupkan, penurunan tegangan saturasi adalah 0,3V, dan penurunan tegangan konduksi D10 dioda adalah 0,7V, sehingga tegangan negatif D10 adalah 11V, dibagi dengan R9 dan R15 Kirim ke ujung LM324 eponymous dengan 10 kaki. Dengan cara yang sama, ketika pin 17 rendah, transistor V4 jenuh dan dihidupkan melalui resistor R7, dan kemudian penurunan tegangan melalui diode D11 dikirim ke pin 10 dari LM324 melalui tekanan parsial R10 dan R15. Ketika pin 16 menghasilkan level rendah, melalui R8, transistor V5 jenuh dan dihidupkan, dan tegangan dikurangi dengan dioda D12, dan kemudian dikirim ke pin 10 dari LM324 melalui R11 dan R15. Ketiga tegangan ini adalah tegangan referensi untuk pengaturan suhu.

Ketika dua set pelat pemanas diperlukan untuk memanaskan bersama, kepala penerima Z1 menerima sinyal inframerah dan mengirimkannya ke pin 1 dari blok terintegrasi PT2128A-C31 setelah memperkuat, demodulasi dan decoding. Pin 10 dari PT2128A-C31 menghasilkan level rendah, dan transistor V6 dibuat melalui R13. Saturasi dihidupkan, relai J2 ditutup, dan PTC2 diberi energi dan dipanaskan.

D6, D7, dan D8 membentuk sirkuit gerbang AND. Selama salah satu output rendah, V2 akan dihidupkan, J3 akan memiliki arus, saklar akan ditutup, dan kipas akan berputar untuk mengirimkan panas elemen pemanas PTC dalam kondisi pemanasan , Meniup udara panas.

Kapan pun pin 1 dari PT2128A-C31 menerima instruksi dari Z1 dan pin 6 menghasilkan level rendah, buzzer L1 akan berbunyi bip sekali.

4.3 Rangkaian pemancar kendali jarak jauh dari pemanas

Pemancar remote control inframerah terdiri dari sirkuit terintegrasi PT2268, dan sinyal yang ditransmisikan ditransmisikan melalui D2 infrared light-emitting diode SE303 untuk mentransmisikan sinyal yang dikodekan. Setiap transmisi dua kali, yang salah satunya terbalik untuk mencegah penerima menerima kode yang salah. Rangkaian pemancar kendali jarak jauh inframerah ditunjukkan pada Gambar 2.

4.4 Rangkaian kontrol suhu ambang tunggal pemanas hemat energi

Sirkuit ini terutama terdiri dari sirkuit sampling suhu dan sirkuit kontrol perbandingan. Sirkuit sampling suhu terutama terdiri dari R16 dan R17, di antaranya R17 adalah termistor koefisien suhu negatif, yang dipasang di saluran masuk udara pemanas untuk mencicipi suhu dalam ruangan.

Sirkuit perbandingan terdiri dari LM324. Setelah mengatur suhu dalam ruangan untuk pemanas, pin 10 dari LM324 menetapkan tegangan referensi yang sesuai. Tegangan pengambilan sampel yang dihasilkan oleh rangkaian pengambilan sampel dikirim ke pin 9 dari LM324. Ketika suhu dalam ruangan tidak mencapai suhu yang ditetapkan, tegangan pin 10 dari LM324 lebih besar daripada pin 9, jadi pin 8 menghasilkan level tinggi, pin 5 dan pin 3 menghasilkan tegangan tetap Level 5.5V, jadi pin 7 menghasilkan level rendah dan pin 1 menghasilkan level tinggi. Op amp keempat terhubung sebagai pengikut emitor, jadi pin 14 juga menampilkan tingkat tinggi. Pada saat ini, transistor V7 dihidupkan, relay J1 ditutup, dan pelat pemanas mulai memanas. Ketika suhu dalam ruangan mencapai suhu yang disetel, tegangan pin 10 dari LM324 kurang dari pada pin 9, dan output dari pin 14 rendah, transistor V7 terputus, relai terputus, dan pelat pemanas berhenti memanas. Tetapi ketika suhu turun sedikit, pembanding membalik, relai masuk, dan pelat pemanas memulai kembali pemanasan. Ketika suhu mencapai suhu yang disetel, pembanding membalik lagi, relai terputus, dan pelat pemanas berhenti memanas. Relai terus berdenyut dalam waktu yang singkat dan mudah rusak. Untuk tujuan ini, rangkaian penundaan RC terdiri dari R20 dan C9 diatur. Pertama, waktu yang diperlukan untuk suhu di ruangan untuk turun 2 derajat diuji melalui eksperimen, dan kemudian resistansi dan kapasitansi dipilih sesuai dengan waktu, dan sirkuit penundaan RC dirancang. Kontrol suhu dikonversi ke kontrol waktu, sehingga ketika suhu dalam ruangan lebih rendah dari suhu yang ditetapkan sebesar 2 derajat, komparator akan membalik dan relai akan mulai melompat, sehingga mengurangi frekuensi relai melompat dan memastikan relai Kehidupan kerja alat berat ini telah mewujudkan kontrol suhu ambang tunggal.

4.5 Sirkuit kipas dan sisa pembuangan panas pemanas listrik

Ketika head penerima menerima sinyal power-on, salah satu pin 16, 17, dan 18 dari chip utama dikonversi dari tinggi ke rendah, melalui sirkuit AND, basis transistor V2 rendah, dan V2 jenuh dan dihidupkan. Relai ditutup, sehingga kipas mulai bekerja. Ketika konektor menerima sinyal shutdown, pin 16, 17, dan 18 dari chip utama semuanya berada pada level tinggi. Basis V2 dari triode berada pada level yang sangat tinggi melalui sirkuit AND, triode dalam keadaan mati, relai terputus, dan kipas berhenti bekerja.

Dioda D6, D7, D8 dan resistor R5 membentuk sirkuit gerbang AND, sehingga ketika pemanas bekerja pada salah satu dari tiga rentang suhu rendah, sedang dan tinggi, sirkuit gerbang AND menghasilkan tingkat rendah untuk memastikan operasi dan pengoperasian sirkuit kipas yang benar . Dioda D9 adalah untuk melindungi transistor V2, karena ketika transistor V2 berubah dari hidup ke mati, arus yang mengalir melalui koil relay akan dengan cepat berkurang dari nilai maksimum ke nol. Karena perubahan arus yang tiba-tiba, kumparan akan memiliki induktansi diri yang tinggi. Gaya gerak listrik ditumpangkan pada tegangan catu daya antara tingkat C dan E dari transistor V2, yang dapat menyebabkan transistor rusak. Setelah dioda D9 dihubungkan secara paralel, gaya gerak listrik kumparan yang diinduksi sendiri dapat dijepit ke tegangan maju dioda untuk menghindari kerusakan. Pakai dioda.

Sirkuit perlindungan pembuangan panas residu menggunakan sirkuit penundaan RC untuk menunda mematikan kipas, sehingga kipas dapat terus bekerja selama periode waktu setelah pemanas dimatikan, dan menghilangkan panas pemanas dan plastik terdekat untuk mencegah mereka dari kepanasan. kerusakan. Ketika kepala penerima menerima sinyal shutdown, tiga pin dari chip utama 16, 17, dan 18 semuanya berubah dari level rendah ke level tinggi, dan karena tegangan di kedua ujung C10 tidak dapat berubah secara tiba-tiba, itu dianggap level rendah, sehingga basis dari transistor V2 Masih rendah, transistor V2 masih menyala, sehingga relay J3 masih tertutup, kipas terus berputar, sehingga menghilangkan panas untuk pemanas. Pada saat ini, tegangan 12V emitor triode mengisi C10 melalui kutub E dan B triode V2 dan resistor R22.Ketika kapasitor C10 terisi penuh, triode V2 terputus, relai terputus, dan kipas berhenti bekerja. Panjang operasi kipas yang tertunda ditentukan oleh konstanta waktu resistor R22 dan kapasitor C10. Mengubah nilai kapasitor C10 atau resistor R22 dapat mengubah panjang waktu tunda.Meningkatkan nilai kapasitor C10 dan resistor R22 akan membuat waktu tunda lebih lama. Kalau tidak, waktu tunda menjadi lebih pendek.

Untuk menyimpulkan

Pemanas listrik kendali jarak jauh hemat energi dirancang dengan kontrol suhu otomatis dan sistem perlindungan, yang cocok untuk peningkatan pemanas listrik biasa. Sistem kontrol otomatis suhu diatur oleh pemancar remote control untuk mengontrol suhu, sampel sensor dan membandingkan dengan nilai yang ditetapkan, menganalisis, dan menentukan kondisi kerja pemanas, yang berbeda dari sirkuit kontrol dual-threshold tradisional. Sistem ini mengadopsi penilaian ambang batas tunggal dan sirkuit konversi suhu-waktu untuk mewujudkan, mengoptimalkan, dan menyederhanakan sirkuit. Fungsi perlindungan penundaan otomatis kipas dari sistem perlindungan adalah baru, sederhana dan nyaman. Seluruh mesin memiliki biaya rendah, fungsi lengkap, dan kinerja biaya tinggi. Memiliki nilai praktis yang tinggi.

Di Cina, pasar peralatan rumah tangga kecil mulai terbentuk, dan permintaan konsumen akan pemanas portabel telah meningkat secara signifikan, oleh karena itu, inovasi dan penelitian tentang pemanas portabel harus diperkuat untuk menghasilkan produk pemanas yang lebih aman, lebih efektif, nyaman dan lebih cepat.