Thiết kế và phát triển chương trình gia nhiệt

1. Giới thiệu máy sưởi di động

Với sự tiến bộ của thời đại, mức sống của người dân cũng được cải thiện đáng kể. Vào mùa đông lạnh, mọi người chỉ có thể đốt than trong nhà để sưởi ấm, điều này ảnh hưởng nhất định đến sức khỏe hô hấp của người dân. Nhiệt độ trong nhà đôi khi tương đối cao. Thấp. Trong thời hiện đại, có nhiều phương pháp sưởi ấm khác nhau. Mọi người có thể cảm thấy nhiệt độ ấm áp trong nhà miễn là họ phải trả phí sưởi ấm, và nó không ảnh hưởng đến sức khỏe của chính họ. Tuy nhiên, không thể tránh khỏi hiệu ứng sưởi ấm không tốt như mong đợi. Do đó, máy sưởi đã được phát triển để giúp mọi người vượt qua mùa đông lạnh. Máy sưởi di động có kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và dễ sử dụng, rất được người tiêu dùng ưa chuộng.

Thứ hai, phân loại máy sưởi cầm tay

Có sáu loại máy sưởi cầm tay chính: máy sưởi bỏ túi, chai nước nóng có thể sạc lại, máy sưởi điện chứa dầu, máy sưởi PTC, máy sưởi đối lưu và máy sưởi phim điện.

(1) Huailu: Huailu là gì? Có vẻ như nó sẽ chỉ xuất hiện trong những cuốn sách màu vàng. Máy sưởi tay, còn được gọi là máy sưởi tay, là máy sưởi cầm tay nhỏ nhất. Nó phù hợp cho những người có bàn tay và bàn chân, đau thần kinh, cảm lạnh, thấp khớp và đau lưng. Lò đốt chủ yếu dựa vào quá trình đốt dầu để sinh nhiệt. Thân lò được sử dụng làm thùng chứa dầu. Một số lò chất lượng cao có hai hoặc hai dầu có thể được sử dụng trong 8 giờ mà không cần làm mát, nhưng bạn phải cẩn thận để tránh rò rỉ dầu trong quá trình sử dụng.

(2) Chai nước nóng có thể sạc lại: Trước đây, người ta dựa vào túi nước nóng để sưởi ấm. Đổ đầy túi nước nóng bằng nước sôi và đặt nó vào giường trước khi đi ngủ mỗi ngày để làm ấm giường mà không cần chạm lạnh. Việc phát minh ra chai nước nóng có thể sạc lại giúp giải quyết những thiếu sót của túi nước nóng thông thường có thời gian bảo quản nhiệt ngắn và dựa vào nước sôi để sưởi ấm. Chai nước nóng có thể sạc lại chủ yếu sử dụng hệ thống sưởi dây điện sưởi ấm làm phương pháp điều khiển chính, nhưng nếu chai nước nóng dây điện không trải qua quá trình xử lý nhiều lớp, sự an toàn của bể bên trong của nó cũng dễ gặp phải các nguy hiểm như rò rỉ và nổ.

(3) Máy sưởi điện chứa đầy dầu: Máy sưởi điện chứa dầu còn được gọi là máy sưởi điện. Khối lượng của loại máy sưởi điện này không lớn lắm. Nó làm nóng loại dầu truyền nhiệt mới xung quanh qua ống dẫn nhiệt sau khi được cấp năng lượng và tản nhiệt từ ống dẫn nhiệt hoặc bộ khuếch tán, do đó làm tăng nhiệt độ. Khi nhiệt độ dầu bên trong đạt 85 độ, hệ thống kiểm soát nhiệt độ của nó sẽ tự động cắt Cung cấp điện để ngăn chặn nguy hiểm. Bởi vì máy sưởi điện cầm tay có hệ số an toàn cao, tuổi thọ cao và sử dụng thuận tiện, phù hợp cho các gia đình có người già và trẻ em sống trong nhà. Mặc dù lò sưởi điện đầy dầu rất dễ sử dụng và không cần thay thế dầu truyền nhiệt, nhưng hiệu quả tản nhiệt của nó không tốt và tiêu thụ nhiều điện.

(4) Máy sưởi PTC: Máy sưởi PTC, như tên gọi của nó, nó có thể thổi ra gió nhiệt độ cao để tăng nhiệt trong không khí. PTC là tên viết tắt của yếu tố làm nóng gốm. Hệ thống nhiệt độ của nó sử dụng quạt để đưa không khí qua bộ phận làm nóng PTC để buộc đối lưu. Bên trong lò sưởi PTC được trang bị bộ giới hạn nhiệt độ. Khi ống bể bị chặn, nó sẽ tự động cắt điện, và một số cũng sử dụng phương pháp đổ rác. Máy sưởi PTC thường có chức năng chống thấm nước tốt, vì vậy chúng phù hợp hơn để sử dụng trong phòng tắm. Nó có hiệu suất an toàn cao, giá thấp và tỷ lệ hiệu suất cao. Đây là một máy sưởi di động phổ biến trong thời hiện đại.

(5) Lò sưởi đối lưu: Phần trên của lò sưởi đối lưu là cửa thoát khí và phần dưới là cửa nạp khí. Khi cắm điện, không khí xung quanh ống sưởi điện được làm nóng, khí tăng lên và được lấy ra khỏi cửa thoát khí Việc bổ sung đầu vào và lưu thông là khái niệm của thiết kế hệ thống nhiệt độ đối lưu nhiệt. Nó cũng có một mức độ an toàn nhất định. Khi ổ cắm bị chặn và nhiệt độ tăng nhanh, phần tử điều khiển nhiệt độ sẽ tự động tắt. Tiếng ồn của loại máy sưởi điện này rất nhỏ, nhưng tốc độ làm nóng chậm.

(6) Máy sưởi phim điện: Máy sưởi phim điện là công nghệ sưởi ấm cầm tay tiên tiến nhất. Nó sử dụng màng sưởi điện hoàn toàn trong suốt làm vật liệu sinh nhiệt, sử dụng cấu trúc ống dẫn khí nóng bên trong và áp dụng phương pháp đối lưu được tăng cường. Nhiệt độ tăng nhanh. Nó có thể đạt tới hơn 100 độ trong 3 phút. Máy sưởi phim điện thường có kích thước nhỏ, tuổi thọ cao, hình dạng mới lạ và là một trong những máy sưởi cầm tay bán chạy nhất.

3. Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ cho máy sưởi cầm tay

Các hệ thống kiểm soát nhiệt độ của máy sưởi di động có thể được chia thành các loại sau.

(1) Bộ phận làm nóng dây điện sưởi ấm: Dây đốt nóng được sử dụng để tạo nhiệt và nhiệt sinh ra được tỏa qua quạt, chủ yếu được sử dụng trong lò sưởi. Sau khi nâng cấp và cải cách sản phẩm, một số lò sưởi điện cầm tay sử dụng khoảng cách phản xạ để tản nhiệt do dây đốt nóng tạo ra. Nói chung, thân máy bay có thể được quay ở một góc nhất định để sưởi ấm đa hướng. Đồng thời, nó cũng có hiệu suất an toàn tiên tiến. Thông qua một hệ thống kiểm soát nhiệt độ tự động cắt nguồn cung cấp khi nguồn bị đổ hoặc nhiệt độ quá cao.

(2) Bộ phận làm nóng ống thạch anh: Loại sản phẩm này bao gồm các thành phần cơ bản như bộ phận làm nóng bằng điện kín, bề mặt parabol hoặc gương phản xạ và dải bảo vệ. Ống bức xạ thạch anh là thành phần kiểm soát nhiệt độ chính và công nghệ tiết kiệm năng lượng được đốt nóng bởi các tia hồng ngoại xa. Bức xạ hồng ngoại phát ra từ bức xạ hồng ngoại có thể được hấp thụ bởi vật thể và trực tiếp biến thành nhiệt để đạt được mục đích sưởi ấm. Bởi vì công nghệ này rất tiên tiến và hồng ngoại có thể tạo ra vật lý trị liệu trên cơ thể con người, nó luôn là một trong những máy sưởi điện cầm tay được người tiêu dùng ưa chuộng.

(3) Bộ phận làm nóng ống kim loại: giống như hệ thống sưởi dây điện, tương tự như quạt điện. Sử dụng nguyên lý làm nóng ống kim loại, bề mặt phản chiếu được sử dụng để tản nhiệt, do đó đóng vai trò làm nóng. Thiết kế của hệ thống kiểm soát nhiệt độ này dài hơn và an toàn hơn so với dây nóng. Nhưng những thiếu sót của nó cũng giống như sưởi dây sưởi ấm, nó cần làm việc liên tục, tiêu thụ điện năng lớn và nhiệt độ giảm nhanh sau khi mất điện.

(4) Bộ phận làm nóng ống halogen: Ống halogen là một loại ống dẫn phát sáng và tỏa nhiệt có đặc tính kín. Có một dây vonfram ở giữa và chứa đầy khí halogen trơ. Các ống halogen nóng lên và không bị oxy hóa, vì vậy nó có tuổi thọ dài, tốc độ làm nóng nhanh và hiệu quả làm việc cao.

(5) Bộ phận làm nóng bằng sợi carbon: Nó được làm từ sợi carbon để tạo ra bộ phận làm nóng hình ống, sử dụng nhiệt được tạo ra từ sợi carbon để khuếch tán trên bề mặt phản xạ để đạt được mục đích sưởi ấm. Loại sản phẩm này thường sử dụng một ống đơn để sưởi ấm, có nhiệt độ tăng nhanh và hiệu quả cao. Tuy nhiên, so với các sản phẩm xách tay khác, máy sưởi hiện nay sử dụng sợi carbon để sưởi ấm lớn hơn một chút.

Hiện nay, có các hệ thống kiểm soát nhiệt độ như sưởi ấm dầu nhiệt và sưởi ấm bằng gốm trên thị trường. Nguyên lý làm nóng của chúng hơi khác nhau, và cũng có những khác biệt nhất định về chức năng và giá trị thực tế. Người tiêu dùng có thể chọn máy sưởi di động thiết thực nhất dựa trên nhu cầu của chính họ.

Thứ tư, thiết kế lò sưởi điện điều khiển từ xa tiết kiệm năng lượng

Hiện nay, các lò sưởi điện được sử dụng với số lượng lớn được điều khiển bằng tay, với công suất cao và tiêu thụ năng lượng cao. Máy sưởi điện điều khiển từ xa tiết kiệm năng lượng được giới thiệu trong bài viết này được điều khiển bằng điều khiển từ xa hồng ngoại và một số giá trị nhiệt độ đặt trước được đặt theo yêu cầu của người dùng. Khi nhiệt độ phòng trong khi sưởi ấm đạt đến nhiệt độ định sẵn, nó sẽ tự động cắt điện, sau đó tự động nóng lên sau khi nhiệt độ giảm, để đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng và thoải mái. Hệ thống điều khiển bao gồm mạch cấp nguồn, mạch điều khiển chính, mạch phát điều khiển từ xa, mạch điều khiển nhiệt độ ngưỡng đơn, quạt và mạch bảo vệ tản nhiệt dư. Mạch hoàn chỉnh được hiển thị trong Hình 1.

4.1 Mạch cấp điện của lò sưởi điện

Sau khi điện áp nguồn 220 V bị giảm bởi máy biến áp, cầu được chỉnh lưu bởi D1-D4, được lọc bởi C1 để tạo ra điện áp khoảng 19V, và sau đó được ổn định bằng bộ điều chỉnh ba cực N3 (7812) để có được điện áp 12V, lọc C2 và diode Zener Giá trị điều chỉnh điện áp của D20 là 5,6V. Vì điện áp giữa bộ phát và đế của bóng bán dẫn V1 là khoảng 0,6 ~ 0,7V, điện áp rơi giữa cực dương của D5 và bộ phát của V1 là 5V. Sau C3 và C4 Cấp lọc thứ nhất, R3, C5 và cấp lọc thứ hai được cung cấp cho chip chính N1, R4, C6 và cấp lọc thứ hai được cung cấp cho đầu nhận Z1. Điều đáng chú ý là nguồn cấp điện 5V của N1 và Z1 đều là nguồn cấp điện nổi, có nghĩa là cực âm không được kết nối với mặt đất của nguồn điện, nhưng chân 2 cực âm được nối với 7V, chân 5 cực dương được nối với 12V và chênh lệch điện áp là 5V. Cấp nguồn 5V.

4.2 Mạch điều khiển chính của lò sưởi tiết kiệm năng lượng

Mạch này chủ yếu sử dụng chip tích hợp PT2128A-C31 để điều khiển. C7, C8, X1, N1 tạo thành bộ tạo dao động tinh thể 455KHZ, tạo ra tín hiệu đồng hồ cần thiết cho hoạt động của chip. Đầu nhận Z1 nhận tín hiệu từ bộ phát điều khiển từ xa hồng ngoại, khuếch đại, giải điều chế và giải mã nó và gửi nó đến chân 1 của PT2128A-C31. Theo thông tin về giá trị đặt trước nhiệt độ trong tín hiệu điều khiển từ xa hồng ngoại, chân 16 và 17 của PT2128A-C31 Một trong 18 chân phải ở mức thấp và hai chân còn lại là cấp cao. Khi chân 18 ở mức thấp, bóng bán dẫn V3 đã bão hòa và bật qua điện trở R6, điện áp bão hòa là 0,3V và điện áp dẫn D10 của diode là 0,7V, do đó điện áp âm của D10 là 11V, chia cho R9 và R15 Gửi nó đến phần cuối cùng tên của LM324 với 10 feet. Theo cách tương tự, khi chân 17 ở mức thấp, bóng bán dẫn V4 được bão hòa và bật qua điện trở R7, và sau đó điện áp rơi qua diode D11 được gửi đến chân 10 của LM324 thông qua áp suất riêng phần của R10 và R15. Khi chân 16 xuất ra mức thấp, qua R8, bóng bán dẫn V5 bị bão hòa và bật, và điện áp bị giảm bởi diode D12, sau đó được gửi đến chân 10 của LM324 qua R11 và R15. Ba điện áp này là điện áp tham chiếu cho cài đặt nhiệt độ.

Khi cần hai bộ tấm gia nhiệt để làm nóng cùng nhau, đầu nhận Z1 nhận tín hiệu hồng ngoại và gửi nó đến chân 1 của khối tích hợp PT2128A-C31 sau khi khuếch đại, giải điều chế và giải mã. Saturation được bật, rơle J2 được đóng lại, và PTC2 được cung cấp năng lượng và làm nóng.

D6, D7 và D8 tạo thành mạch cổng AND. Miễn là một trong các đầu ra thấp, V2 sẽ được bật, J3 sẽ có dòng điện, công tắc sẽ được đóng lại và quạt sẽ quay để tỏa nhiệt của bộ phận làm nóng PTC ở trạng thái sưởi ấm , Thổi ra không khí nóng.

Bất cứ khi nào chân 1 của PT2128A-C31 nhận được lệnh từ đầu nhận Z1 và chân 6 sẽ phát ra mức thấp, còi L1 sẽ phát ra tiếng bíp một lần.

4.3 Mạch phát điều khiển từ xa của lò sưởi

Bộ phát điều khiển từ xa hồng ngoại bao gồm mạch tích hợp PT2268 và tín hiệu truyền được truyền qua diode phát sáng hồng ngoại D2 SE303 để truyền tín hiệu được mã hóa, được truyền hai lần mỗi lần, một trong số đó được đảo ngược để ngăn máy thu nhận mã sai. Mạch phát điều khiển từ xa hồng ngoại được hiển thị trong Hình 2.

4.4 Mạch điều khiển nhiệt độ một ngưỡng của lò sưởi tiết kiệm năng lượng

Mạch này chủ yếu bao gồm mạch lấy mẫu nhiệt độ và mạch điều khiển so sánh. Mạch lấy mẫu nhiệt độ chủ yếu bao gồm R16 và R17. Trong số đó, R17 là một nhiệt điện trở có hệ số nhiệt độ âm, được lắp đặt ở đầu vào không khí của lò sưởi để lấy mẫu nhiệt độ trong nhà.

Mạch so sánh được cấu tạo từ LM324. Sau khi đặt nhiệt độ đặt trước trong nhà cho lò sưởi, chân 10 của LM324 đặt điện áp tham chiếu tương ứng. Điện áp lấy mẫu do mạch lấy mẫu tạo ra được gửi đến chân 9 của LM324. Khi nhiệt độ trong nhà không đạt đến nhiệt độ cài đặt, điện áp của chân 10 của LM324 lớn hơn chân 9, do đó chân 8 xuất ra mức cao, chân 5 và chân 3 Cấp 5,5V, vì vậy chân 7 xuất mức thấp và chân 1 xuất mức cao. Op amp thứ tư được kết nối như một người theo dõi phát, vì vậy chân 14 cũng cho ra mức cao. Tại thời điểm này, bóng bán dẫn V7 được bật, rơle J1 được đóng lại và tấm sưởi bắt đầu nóng. Khi nhiệt độ trong nhà đạt đến nhiệt độ cài đặt, điện áp của chân 10 của LM324 thấp hơn chân 9 và đầu ra của chân 14 thấp, bóng bán dẫn V7 bị cắt, rơle bị ngắt và tấm sưởi ngừng nóng. Nhưng khi nhiệt độ giảm nhẹ, bộ so sánh lật, rơle kéo vào và tấm gia nhiệt khởi động lại nhiệt. Khi nhiệt độ đạt đến nhiệt độ cài đặt, bộ so sánh lật lại, rơle bị ngắt và tấm gia nhiệt ngừng gia nhiệt. Rơle tiếp tục đập trong một khoảng thời gian ngắn như vậy và dễ bị hỏng. Cuối cùng, một mạch trì hoãn RC gồm R20 và C9 được thiết lập. Đầu tiên, thời gian cần thiết để nhiệt độ trong phòng giảm 2 độ được kiểm tra thông qua các thí nghiệm, sau đó điện trở và điện dung được chọn theo thời gian và mạch trì hoãn RC được thiết kế. Điều khiển nhiệt độ được chuyển đổi thành điều khiển thời gian, để khi nhiệt độ trong nhà thấp hơn nhiệt độ cài đặt 2 độ, bộ so sánh sẽ lật và rơle sẽ bắt đầu nhảy, do đó giảm tần số của rơle nhảy và đảm bảo rơle Tuổi thọ làm việc của máy đã thực hiện kiểm soát nhiệt độ ngưỡng đơn.

4.5 Quạt và mạch bảo vệ tản nhiệt còn lại của lò sưởi điện

Khi đầu thu nhận tín hiệu bật nguồn, một trong các chân 16, 17 và 18 của chip chính được chuyển đổi từ cao xuống thấp. Thông qua mạch AND, đế của bóng bán dẫn V2 ở mức thấp và V2 được bão hòa và bật. Rơle được đóng lại, để quạt bắt đầu hoạt động. Khi đầu nối nhận được tín hiệu tắt máy, các chân 16, 17 và 18 của chip chính đều ở mức cao. Đế V2 của triode ở mức cực cao thông qua mạch AND, triode ở trạng thái tắt, rơle bị ngắt và quạt ngừng hoạt động.

Điốt D6, D7, D8 và điện trở R5 tạo thành mạch cổng AND, do đó, khi lò sưởi đang chạy ở bất kỳ ba nhiệt độ thấp, trung bình và cao, mạch cổng đầu ra ở mức thấp để đảm bảo hoạt động và vận hành chính xác của mạch quạt . Diode D9 là để bảo vệ bóng bán dẫn V2, bởi vì khi bóng bán dẫn V2 thay đổi từ bật sang tắt, dòng điện chạy qua cuộn dây rơle sẽ nhanh chóng giảm từ giá trị tối đa về không. Do sự thay đổi đột ngột của dòng điện, cuộn dây sẽ có độ tự cảm cao. Lực điện động được đặt chồng lên điện áp cung cấp giữa các mức C và E của bóng bán dẫn V2, có thể làm cho bóng bán dẫn bị hỏng. Sau khi diode D9 được kết nối song song, lực điện động tự cảm của cuộn dây có thể được kẹp vào điện áp thuận của diode để tránh sự cố. Mặc một diode.

Mạch bảo vệ tản nhiệt còn lại sử dụng mạch trì hoãn RC để trì hoãn việc tắt quạt, để quạt có thể tiếp tục hoạt động trong một khoảng thời gian sau khi tắt máy sưởi, và tản nhiệt của lò sưởi và nhựa gần đó để tránh quá nóng. hư hại. Khi đầu thu nhận được tín hiệu tắt máy, ba chân của chip chính 16, 17 và 18 đều chuyển từ mức thấp sang mức cao và vì điện áp ở hai đầu của C10 không thể thay đổi đột ngột, nên nó được coi là mức thấp, do đó, đế của bóng bán dẫn V2 Nó vẫn còn thấp, bóng bán dẫn V2 vẫn bật, vì vậy rơle J3 vẫn đóng, quạt tiếp tục quay, để làm giảm nhiệt cho lò sưởi. Tại thời điểm này, điện áp 12 V của bộ phát của triode nạp C10 qua các cực E và B của triode V2 và điện trở R22. Khi tụ C10 được sạc đầy, triode V2 bị ngắt, rơle bị ngắt và quạt ngừng hoạt động. Độ dài hoạt động chậm của quạt được xác định bởi hằng số thời gian của điện trở R22 và tụ C10. Thay đổi giá trị của tụ C10 hoặc điện trở R22 có thể thay đổi độ dài của thời gian trễ. Tăng giá trị của tụ C10 và điện trở R22 sẽ làm cho thời gian trễ dài hơn. Nếu không, thời gian trễ trở nên ngắn hơn.

tóm lại

Máy sưởi điện điều khiển từ xa tiết kiệm năng lượng được thiết kế với hệ thống điều khiển và bảo vệ nhiệt độ tự động, phù hợp cho việc nâng cấp máy sưởi điện thông thường. Hệ thống điều khiển tự động nhiệt độ được thiết lập bởi bộ phát điều khiển từ xa để điều khiển nhiệt độ, mẫu cảm biến và so sánh với giá trị cài đặt, phân tích và xác định trạng thái làm việc của lò sưởi, khác với mạch điều khiển ngưỡng kép truyền thống. Hệ thống sử dụng phán đoán ngưỡng đơn và mạch chuyển đổi thời gian nhiệt độ để nhận biết, tối ưu hóa và đơn giản hóa mạch và chức năng bảo vệ độ trễ tự động của quạt của hệ thống bảo vệ có một ý tưởng thiết kế mới, đơn giản và thuận tiện. Toàn bộ máy có chi phí thấp, chức năng hoàn chỉnh và hiệu suất cao. Có giá trị thực tiễn cao.

Tại Trung Quốc, thị trường thiết bị gia dụng nhỏ đã bắt đầu hình thành và nhu cầu sử dụng máy sưởi cầm tay của người tiêu dùng đã tăng lên đáng kể. Do đó, sự đổi mới và nghiên cứu về máy sưởi cầm tay phải được tăng cường để sản xuất các sản phẩm sưởi ấm an toàn hơn, hiệu quả hơn, nhanh hơn.