暖风干衣机设计

暖风干衣机设计

1 绪论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

为解决衣物干燥问题，国内外家电企业已相继开发了各种型式的干衣机，其中最主要的电加热式干衣机，其基本原理为通过电加热方式，把环境空气加热为适当温度（40%～80%）的干热空气，使干热空气在风机吹送下流过衣物表面，带走衣物内蒸发出的水分，实现衣物的快速干燥。电加热式干衣机克服了衣物自然干燥的部分缺点，但也还有一定的不足。主要有电能消耗大、吹过衣物的潮湿空气直接排入房间、仍不便于消除环境空气中的灰尘和细菌可能对衣物造成的污染等。

本文介绍的暖风式干衣机可较全面地克服上述不足，本文对其基本结构和工作原理、主要结构和设计参数的简要确定、进一步精细设计需研究的课题、与电加热式干衣机的比较、市场应用前景分析等进行较系统地介绍。

家用干衣机在日本及西方发达国家也已经比较普及。据介绍，在日本就有70% 以上的家庭干衣机是和洗衣机配套使用的。在中国，尤其是在气候潮湿的南方地区，如同其它家电和工业设备一样，随着人们生活水平的提高，也逐步产生了社会需求。

现有干衣机可以分为不同的类别，按照烘干所使用的能源可以分为燃气式、电热丝加热式、PTC自限温元件加热式。其中，燃气式干衣机在我国不多见，在欧美却很流行，这主要是与这些国家的住宅配置、能源供给形式有关。早期的蒸汽加热或电加热干衣机的干衣效果和质量随环境条件的变化而波动较大，时有未干透就停机或干燥过头而损坏衣物及浪费能源的现象产生。随着自动化控制技术的发展，上述缺陷有所改善。90年代初，国外开始将PTC 自限温发热元件用于家用干衣机领域，并设计定型成目前的旋转式干燥桶结构。PTC发热材料升温较迅速且无明火，与控制技术结合使用，提高了干衣机的安全性；另外，用涡轮式或贯流式风机代替了原来的轴流式风机，降低了风机的功耗和噪声。按照外形分为柜式和滚筒式，柜式机容量较大，可将衣服悬挂在烘箱内进行干燥；滚筒式体积比柜式机小，也可使用支架与洗衣机组合在一起使用。按照与洗衣机的关系可分为洗衣干衣一体式、与洗衣机上下分立式、独立式（立柜式、嵌入式）。从消费者使用方便及节约室内空间角度来看，家用干衣机以采取第一种方式为佳。按照控制方式可分为机械式和电脑程控式。最后，还可按照水

分排除方式分为排气式和排水式。目前，带有烘干功能的洗衣机已经面市，但其原理仍为PTC 元件加热，并且售价较高，多在RMB5000 元以上，另外，其干衣容量往往仅为其洗涤容量的一半左右，往往造成一次洗涤的衣物不能一次烘干。由此可见，及时研发节能、工作温度低、适用衣料范围广、可靠性高、售价适中的工业用和家用干衣机是很有潜力的。

1.2国内外技术现状及发展趋势

目前市场上最常见的两种干衣机为排气式和冷凝式，从售价上看，冷凝式产品高于排气式产品。据了解，目前中国市场在售的冷凝式干衣机价格通常高于4000元，排气式产品价格不超过4000元。与市场均价1000多元的波轮洗衣机和3000多元的滚筒洗衣机相比，干衣机市场售价仍处于高位。

中国产业研究报告网发布的《2013-2017年中国干衣机行业市场分析及投资战略报告》共十章。首先介绍了干衣机相关概述、中国干衣机市场运行环境等，接着分析了中国干衣机市场发展的现状，然后介绍了中国干衣机市场竞争格局。随后，报告对中国干衣机重点企业经营状况分析，最后分析了中国干衣机行业发展趋势及投资前景。您若想对干衣机产业有个系统的了解或者想投资干衣机行业，本报告是您不可或缺的重要工具。

本研究报告数据主要采用国家统计数据，海关总署，问卷调查数据，商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局，部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据，企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等，价格数据主要来自于各类市场监测数据库。

1.3主要研究内容、研究方法及思路

1930年美国J.R.穆尔研制成功电热干衣装置，1938年美国汉密尔顿公司生产出穆尔的干衣机，并推向市场。

依据干燥容量划分，主要分为：工业用和民用两大类。家用干衣机的干燥容量一般在6千克左右，功率在1～2千瓦之间，工业用的如：滚筒式干衣机，民用的如：暧风干衣机。随着市场需求的不断细化。干衣机也逐步细化用途，如近期出现的专门针对美容美发服务业使用的干舒净小型商用烘干机等。

暖风干衣机是用高温度气流流过需干燥衣服表面，加热衣物，并带走蒸发的水分，使衣物快速干燥的。其常用的加热方式有电热丝加热、半导体（PTC）加热，用半导体成的加热器，在环境（干衣机内或者周围）会自动减小功率，节能的同时也控制了最高温度保护衣物，安全可靠。它不受天气条件限制，另外一些设计新颖的干衣机都是轻易拆装的，方便又很省空间。设计优秀的干衣机大都可以取暖，一机多用，对家庭可以带来很多的方便，是减少大面积晒场和随时提供烘干的有效设备。

1.4 本章小结

在长期的阴雨、潮湿、多风沙、室外多工业烟尘、住房拥挤不透宜晾晒衣物的条件下，使用干衣机对家庭来说是非常方便的。干衣机是利用电加热来使洗好的衣物中的水分即时蒸发干燥的清洁类家用电器。干衣机按结构形式分为柜式和滚筒式，柜式机是将衣服用衣架挂在烘箱内进行干燥，容量较大；滚筒式是将衣服直接放进滚筒内，在体积上比柜式机要小，可用专用架子与洗衣机组合在一起使用。机按水分排除方式分为排气式和除湿式，排气式是把衣服蒸发出的水蒸气直接排放到周围环境中；除湿式是使用循环热风，把衣服蒸发出来的水蒸气通过冷凝器结成水，再从机内的排水管流出。在电热元件上，大多数干衣机都是采用PTC元件作为加热器，具有安全可靠、耗电量较低的优点。以带有传感器除湿式的能在衣服烘干时自动停止。

第2章暖风干衣机的总体设计

2.1 暖风干衣机的总体设计

暖风干衣就是水分蒸发的过程。一般温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低、则蒸发量就越大，干衣速度就越快。

本文所涉及的加热滚筒式干衣机，主要组件有滚筒、发热体、风机、安全保护、单片机控制电路和 LED 显示屏等。其原理是由发热体和风机在通电状态下产生热风吹进滚筒，滚筒带动衣物旋转，使衣物受热均匀。此时水分开始高速蒸发，带走大量热能，达到一种热平衡状态，出风口的温度基本保持不变。待衣服临近干燥时，水分蒸发量减少，出风口温度开始升高。

为达到既能快速干衣又安全可靠、不伤衣物，经试验，可根据衣服的材质将出风口温度上限设定在50℃～70℃之间。此时，就可以切断发热体电源，再吹一定时间冷风，使衣物干透。由于衣物材质多样复杂，所以至少需要纯棉、丝绸、混纺三种全自动模式和一个手动辅助模式才能满足各种衣物的干燥需要。

本机选用Z86E12为控制核心，采用薄膜键盘和LED数码管作为输入输出设备。PTC恒温发热体、风机、电机是采用交流220伏市电驱动的，CPU与这些部件之间，要通过数据锁存、I／O缓冲、光电隔离触发器和可控硅来控制。门感应开关、过热保护开关、温度传感器等组成自动控制和保护电路。

汇编程序包括控制发热体、风机鼓风、滚筒电机运转、过热保护、定时控制、人机交互等模块的调用，实现干衣操作自动化。控制动作可归结为加热、翻滚、吹风和安全防护4部分。

2.1 本章小结

本章主要针对暖风干衣机展开讨论，并对暖风干衣机的技术和经济优势进行加深的了解和研究，确定一个暖风干衣机的方向和条件，更具有针对性的对比和应用。

第3章干衣机控制系统的硬件设计

在上述分析的基础上，基于单片机的干衣机控制系统，采用的系统框图如图 1 所示。

3.1人机交互的窗口－键盘和 LED 数码显示管

1.LED数码管以发光二极管作为发光单元，颜色有单红，黄，蓝，绿，白，黄绿等效果。单色，分段全彩管可用大楼，道路，河堤轮廓亮化，LED数码管可均匀排布形成大面积显示区域，可显示图案及文字，并可播放不同格式的视频文件。通过电脑下flash、动画、文字等文件，或使用动画设计软件设计个性化动画，播放各种动感变色的图文效果；

2.可放在PCB电路板上按红绿蓝顺序呈直线排列，以专用驱动芯片控制，构成变化无穷的色彩和图形。外壳采用阻燃PC塑料制作，强度高，抗冲击，抗老化，防紫外线，防尘，防潮。LED护栏管具有功耗小，无热量，耐冲击，长寿命等优点，配合控制器，即可实现流水，渐变，跳变，追逐等效果。如果应用于大面积工程中，连接电脑同步控制器，还可显示图案，动画视频等效LED数码全彩灯管可以组成一个模拟LED显示屏，模拟显示屏可以提供各种全彩效果及动态显示图像字符，可以采用脱机控制或计算机连接实行同步控制；可以显示各式各样的全彩动态效果。控制系统采用专用灯光编程软件编辑，数码管控制花样更改方便，只需将编辑生成的花样格式文件复制进CF卡即可，数码管控制器可以单独控制，也可多台联机控制，数码管安装编排方式任意，适合各种复杂工程需求。数码管、控制器以及电源等以标准公母插头连接，方便快捷，并具有独特的外形设计，全新的户外防水结构

对于家电产品，键盘一般采用专用薄膜键盘。薄膜键盘又称轻触按键，是集面板与开关功能于一体的电子开关。本机采用1X5阵列PVC薄膜开关，结构简单，工作

可靠。LED 数码管显示数字，工作模式或状态依靠发光二极管来指示。虽不够直观，但显示清晰明亮，驱动简单。

3.2 机电控制

74HC164、74HCT164 是高速硅门CMOS 器件，与低功耗肖特基型TTL (LSTTL) 器件的引脚兼容。74HC164、74HCT164 是8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。数据通过两个输入端（DSA 或DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。

时钟(CP) 每次由低变高时，数据右移一位，输入到Q0，Q0 是两个数据输入端（DSA 和DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。

主复位(MR) 输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。

TDA2003的ic在多媒体中可以说是用得最普遍的一款ic了，功率不大，而且失真度也很小，才0.5%。所有的接地的都要接回到负极也即是哪一个负极导线，输入端相当于正极，一正一负，就构成了回路。这个图只是一个原理图，画好PCB图你就明白了。TDA2003后级功放应该没问题，问题出在前级或分频频率定得太低。

先将信号线的地，接到功放输入的地端；信号线的另一端，串接一电容（如474n)，信号源的信号别开太大，从后级顺往前级，一级一级接查，那个地方出问题就能查出来。

另，你测测LM324的供电是否正常，和注意查LM324的输出到TDA2003输入这部分电路，这部分通常是分频和音量控制的总汇，一旦出现问题也容易造成低音小