CN113718503A - 烘干时间控制方法、控制装置、存储介质及衣物烘干设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了烘干时间控制方法、控制装置、存储介质及衣物烘干设备，控制方法包括：对待烘衣物进行至少一次脱水，最后一次脱水完成后，对待烘衣物进行称重得到衣物重量M终，根据待烘衣物的材质和最后一次脱水的脱水转速从预先建立的含水率对照关系中获取含水率K终；根据待烘衣物的材质从预先建立的蒸发潜热对照关系中获取水蒸发潜热r，吸收热量Q吸为含水量M水与水蒸发潜热r之积；根据待烘衣物的材质从预先建立的加热功率对照关系中获取烘干过程中的加热功率P0，根据吸收热量Q吸、加热功率P0以及损耗能量Q1计算烘干时间T。本发明计算得到的烘干时间精确度高，有效提升用户体验感。
Description
技术领域
本发明涉及烘干控制技术领域，尤其涉及烘干时间控制方法、控制装置、存储介质及衣物烘干设备。
背景技术
衣物烘干设备的种类多样，比如常见的烘干机和待烘干功能的洗衣机，尤其是洗衣机为人们的生活带来很大的方便。随着技术的发展，市场上已经有能实现衣物洗涤后烘干的洗烘一体机。目前衣物烘干设备的烘干模式主要通过操作控制面板上的按键使其通断来进行选择，并且通过烘干设备自身判干逻辑来对衣物进行判干。
市场上绝大多数智能化洗衣干衣机的自动烘干控制都通过温度信号间接感知衣物的干湿程度，这种采用温度检测进行判干的控制逻辑比较复杂，在烘干过程中必须实时进行温度检测，而且精确度不高，温度信号不能直接反应衣物的含水量，无法对烘干时间进行准确控制。实际使用时，如果过早地检測到烘干结束控制信号，用户得到的衣物含水量会过高，不能满足烘干以后直接穿着或放入衣柜存储的要求；如果过晚地检测到烘干结束控制信号，则会浪费不必要的电能和时间，而且过长的烘干时间容易使衣物产生褶皱、甚至损坏衣物，影响用户的使用体验。
因此，如何准确控制烘干时间是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明提出烘干时间控制方法、控制装置、存储介质及衣物烘干设备，通过待烘衣物所含水的重量，预测烘干所需的总能耗，以此计算烘干衣物所需的总时间，通过时间来控制衣物烘干，提升用户体验感。
本发明采用的技术方案是，设计烘干时间控制方法，包括：
对待烘衣物进行至少一次脱水，根据最后一次脱水后的衣物重量M终确定待烘衣物中的含水量M水；
根据含水量M水确定烘干待烘衣物所需的吸收热量Q吸；
根据吸收热量Q吸确定烘干时间T。
进一步的，根据最后一次脱水后得到的衣物重量确定待烘衣物中的含水量M水包括：
预先建立有待烘衣物的材质、脱水转速和含水率之间的含水率对照关系；
最后一次脱水完成后，对待烘衣物进行称重得到衣物重量M终；
根据待烘衣物的材质和最后一次脱水的脱水转速从含水率对照关系中获取含水率K终；
根据含水率K终和衣物重量M终计算含水量M水。
在一些实施例中，含水率K终为水重量与干衣重量的比值，衣物重量M终为水重量和干衣重量之和，含水量M水的计算公式为：
进一步的，根据含水量M水确定烘干待烘衣物所需的吸收热量Q吸包括：
预先建立有待烘衣物的材质和水蒸发潜热r之间的蒸发潜热对照关系；
根据待烘衣物的材质从蒸发潜热对照关系中获取水蒸发潜热r；
吸收热量Q吸为含水量M水与水蒸发潜热r之积。
进一步的，根据吸收热量Q吸确定烘干时间T包括：
预先建立有待烘衣物的材质和加热功率P0之间的加热功率对照关系；
根据待烘衣物的材质从加热功率对照关系中获取烘干过程中的加热功率P0；
根据吸收热量Q吸、加热功率P0以及损耗能量Q1计算烘干时间T，烘干时间T的计算公式为：
进一步的，损耗能量Q1根据待烘衣物的材质确定或者设为固定值。
进一步的，预先建立有待烘衣物的材质、脱水次数和脱水转速的脱水转速对照关系，在对待烘衣物进行脱水之前，根据待烘衣物的材质以及脱水次数从脱水转速对照关系中获取对应的脱水转速。
进一步的，待烘衣物的材质以及脱水次数由用户设定。
本发明还提出了烘干时间控制装置，包括：
脱水称重单元，用于对待烘干衣物进行至少一次脱水，并对最后一次脱水后的衣物进行称重得到衣物重量M终；
第一确定单元，用于根据衣物重量确定待烘衣物中的含水量M水；
第二确定单元，用于根据所述含水量M水确定烘干待烘衣物所需的吸收热量Q吸，再根据吸收热量Q吸确定烘干时间T。
进一步的，烘干时间控制装置还包括：存储单元，用于储存待烘衣物的材质、脱水次数和脱水转速之间的脱水转速对照关系、待烘衣物的材质、脱水转速和含水率之间的含水率对照关系、待烘衣物的材质和水蒸发潜热r之间的蒸发潜热对照关系、以及待烘衣物的材质和加热功率P0之间的加热功率对照关系；脱水称重单元根据待烘衣物的材质以及脱水次数从脱水转速对照关系中获取对应的脱水转速；第一确定单元根据待烘衣物的材质以及最后一次脱水的脱水转速从含水率对照关系中获取含水率K终，根据含水率K终和衣物重量M终计算含水量M水；第二确定单元根据待烘衣物的材质从蒸发潜热对照关系中获取水蒸发潜热r，根据含水量M水与水蒸发潜热r计算吸收热量Q吸，再根据待烘衣物的材质从加热功率对照关系中获取加热功率P0，根据吸收热量Q吸、加热功率P0以及损耗能量Q1计算烘干时间T。
本发明还提出了存储介质，该存储介质储存有计算机程序，计算机程序被执行时实现上述的烘干时间控制方法。
本发明还提出了衣物烘干设备，包括：处理器和储存有计算机程序的存储介质，处理器执行计算机程序时实现上述的烘干时间控制方法。
本发明还提出了具有上述烘干时间控制装置的衣物烘干设备。
与现有技术相比，本发明在最后一次脱水后根据衣物重量、材质、脱水转速等预测待烘衣物的含水量，再根据含水量预测烘干所需的总能耗，配合烘干过程中的加热功率以及损耗能量，计算出烘干该待烘衣物所需的烘干时间。本发明通过时间来控制衣物烘干，避免使用传统的温度信息间接感知衣物的干湿程度导致烘干时间不准确的问题，显著提升用户体验感。而且，用户可以根据实际需要自行选择脱水次数，通过控制脱水后的待烘衣物的含水率，达到调整烘干时间长短的效果，进一步优化用户的使用体验。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明中控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图以及实施例对本发明的原理进行详细说明。
本发明提出的烘干时间控制方法和烘干时间控制装置适用于衣物烘干设备，该衣物烘干设备可以是干衣机或者待烘干功能的洗衣机等。
具体来说，如图1所示，烘干时间控制方法包括以下步骤。
启动步骤(S01～S02)：放入湿的待烘衣物，启动衣物烘干设备，衣物烘干设备的控制装置开始通电，进入待烘状态，用户根据待烘衣物的材质选择对应的烘干程序，并设定脱水次数。
脱水步骤(S03～S06)：根据用户选择的待烘衣物材质和设定的脱水次数从预先建立的脱水转速对照关系中获取对应的脱水转速，先对湿衣物进行预脱水，并且在开始进行较低转速的脱水，脱出湿衣物中的大部分水分，减少对衣物的损伤。再进行较高转速的脱水，以尽可能的减少衣物含水率，使得烘干时间尽可能的短，最后一次脱水完成后，对待烘衣物进行称重得到衣物重量M终。
一般来说，脱水转速随脱水次数的增多而加大，即从低速脱水逐渐加大至高速脱水，脱水次数越多，最后一次脱水的脱水速度越大，则对应的含水率越低，所需烘干时间越短，用户可以根据实际需要自行选择脱水次数，通过控制脱水后的待烘衣物的含水率，调整烘干时间长短。
脱水转速对照关系为待烘衣物的材质、脱水次数和脱水转速之间的对照关系，以两次脱水为例，参考如下表所示，为两次脱水下不同衣物材质的脱水转速的对应关系表：
在可行实施例中，对待烘衣物分别进行第一次脱水和第二次脱水，第二次脱水为最后一次脱水，根据待烘衣物的材质和脱水次数从脱水转速对照关系中获取第一次脱水的脱水转速R1和第二次脱水的脱水转速R2，且脱水转速R2高于脱水转速R1。
烘干前计算步骤(S07～S010)：根据待烘衣物的材质和最后一次脱水的脱水转速从预先建立的含水率对照关系中获取含水率K终。
含水率对照关系为待烘衣物的材质、脱水转速和含水率之间的对照关系，以五个不同转速区间为例，参考如下表所示，为不同的脱水转速下不同衣物材质的衣物的最终含水率的对应关系表。
R1、R2、R3、R4、R5可以表示不同的转速区间，K11、K12、K13、K14、K15表示分别表示在转速R下，棉麻材质的衣物在不同的转速下对应的含水率。同理，得到羊毛、丝绸、化纤、羽绒服在在不同的转速下对应的含水率。羊毛为K21、K22、K23、K24、K25；丝绸为K31、K32、K33、K34、K35；化纤为K41、K42、K43、K44、K45；羽绒服为K51、K52、K53、K54、K55；衬衫为K61、K62、K63、K64、K65；大物为K71、K72、K73、K74、K75。假设待烘衣物的材质为棉麻，其最后一次脱水的脱水转速为R2，则含水率K终为K12，假设待烘衣物的材质为羽绒服，其最后一次脱水的脱水转速为R3，则含水率K终为K53。
获取到含水率K终之后，根据含水率K终和衣物重量M终计算含水量M水。在可行实施例中，含水量是指脱水之后待烘衣物中的水重量，含水率为水重量与干衣重量的比值，衣物重量M终为待烘衣服的干衣重量加待烘衣物中的水重量，因此含水量M水的计算公式为：
应当理解的是，含水量是根据衣物重量和含水率计算而来的，当含水率是水重量与衣物重量的比值时，计算衣物重量M终和含水率K终之积即可得到含水量M水。
按照待烘衣物的含水量M水计算烘干待烘衣物中的水分所需的吸收热量Q吸，根据待烘衣物的材质从预先建立的蒸发潜热对照关系中获取水蒸发潜热r，蒸发潜热对照关系为待烘衣物的材质和水蒸发潜热r之间的对照关系，吸收热量Q吸＝含水量M水*水蒸发潜热r。
通过吸收热量Q吸确定烘干时间T，根据待烘衣物的材质从预先建立的加热功率对照关系中获取烘干过程中的加热功率P0，加热功率对照关系为待烘衣物的材质和加热功率P0之间的对照关系，针对不同材质的衣物有固定的加热功率P0，同时默认在烘干过程中的损耗能量为Q1，根据吸收热量Q吸、加热功率P0以及损耗能量Q1计算烘干时间T，烘干时间T的计算公式为：
其中，损耗能量Q1根据待烘衣物的材质确定，预先建立待烘衣物的材质和损耗能量Q1之间的对照关系，此种设计得到烘干时间T更准确，当然也可以将损耗能量Q1设为固定值，此种设计烘干时间T的计算过程更简单，实际使用时根据具体情况选择。
烘干至烘干结束步骤(S11)：
第一阶段：织物预热，湿态织物在环境中调节它的温度和湿度，织物温度上升较快，提供水分移动所需要的气化热，但含水率变化不明显，烘干效率较低。
第二阶段：恒速干燥，织物表面完全湿润，内部传送到表面的水分等于表面蒸发到空气内的水分。环境传递给织物的热量和水分汽化所需要的热量相同，热传递和湿传递达到动态平衡。在热传递率和湿传递率的动态平衡过程中，干燥速率维持常熟，水在织物内部迁移以维持纤维表面的饱和状态。
第三阶段：降速干燥，随着织物含水率的减少，水分由织物内部向织物表面迁移的速率低于织物表面水分的气化速率。迁移到织物表面的水分不足以维持饱和状态，蒸发开始进入织物内部，纤维开始放湿。
第四阶段：干燥末期，织物接近干燥，含水率变化小，温度进一步升高，最终和烘干温度达到平衡，织物完全干燥。
烘干结束，向外发出提示信号，通知用户及时取出衣物。
需要说明的是，待烘衣物的衣物重量M终是由衣物烘干设备摆平称重得到的，摆平称重是指衣物烘干设备的滚筒在低速运转过程中，使其偏心达到稳定状态，从而测量滚筒中的衣物重量。另外，上文中出现的对照关系均是通过预先进行的多次实验数据统计得到。
本发明还提出了烘干时间控制装置，包括：存储单元、脱水称重单元、第一确定单元和第二确定单元。
存储单元，用于储存待烘衣物的材质、脱水次数和脱水转速之间的脱水转速对照关系、待烘衣物的材质、脱水转速和含水率之间的含水率对照关系、待烘衣物的材质和水蒸发潜热r之间的蒸发潜热对照关系、以及待烘衣物的材质和加热功率P0之间的加热功率对照关系。
其中，以两次脱水为例，参考如下表所示，为两次脱水下不同衣物材质的脱水转速的对应关系表：
| 脱水转速R(rpm/min) | 脱水转速R2(rpm/min) | |
| 棉麻 | 800～1200 | 1200～1400 |
| 羊毛 | 400～600 | 600～800 |
| 丝绸 | 400～500 | 500～600 |
| 化纤 | 400～600 | 600～800 |
| 羽绒度 | 600～1000 | 1000～1200 |
| 衬衫 | 400～600 | 600～800 |
| 大物 | 800～1200 | 1200～1400 |
以五个不同转速区间为例，参考如下表所示，为不同的脱水转速下不同衣物材质的衣物的最终含水率的对应关系表，R1、R2、R3、R4、R5可以表示不同的转速区间，K11、K12、K13、K14、K15表示分别表示在转速R下，棉麻材质的衣物在不同的转速下对应的含水率。同理，得到羊毛、丝绸、化纤、羽绒服在在不同的转速下对应的含水率。羊毛为K21、K22、K23、K24、K25；丝绸为K31、K32、K33、K34、K35；化纤为K41、K42、K43、K44、K45；羽绒服为K51、K52、K53、K54、K55；衬衫为K61、K62、K63、K64、K65；大物为K71、K72、K73、K74、K75。
脱水称重单元根据用户选择的待烘衣物的材质以及设定的脱水次数从脱水转速对照关系中获取对应的脱水转速，按照给脱水转速对待烘衣物进行脱水，最后一次脱水完成后，脱水称重单元进行摆平称重，得到衣物重量M终。
第一确定单元根据待烘衣物的材质以及最后一次脱水的脱水转速从含水率对照关系中获取含水率K终，根据所述含水率K终和所述衣物重量M终计算含水量M水。在一些实施例中，含水量是指脱水之后待烘衣物中的水重量，含水率为水重量与干衣重量的比值，衣物重量M终为待烘衣服的干衣重量加待烘衣物中的水重量，因此含水量M水的计算公式为：
第二确定单元根据待烘衣物的材质从蒸发潜热对照关系中获取水蒸发潜热r，根据含水量M水与水蒸发潜热r计算吸收热量Q吸，再根据待烘衣物的材质从加热功率对照关系中获取加热功率P0，根据吸收热量Q吸、加热功率P0以及损耗能量Q1计算烘干时间T，烘干时间T的计算公式为：
本发明还提出了存储介质，该存储介质储存有计算机程序，计算机程序被执行时实现上述的烘干时间控制方法，衣物烘干设备设有处理器和储存有计算机程序的存储介质，处理器执行计算机程序时实现上述的烘干时间控制方法。当然，衣物烘干设备也可以直接采用上述的烘干时间控制装置。
本发明针对不同材质衣物的特点，通过使用化学计量学这种数学方法对衣物材质、脱水转速以及含水率三者进行关联，可确立这三者间的对照关系，即校准模型。建立模型后，只要在规定的脱水转速后测量待烘衣物的衣物重量M终，结合已确定的衣物材质种类，再选择含水量计算模型，根据含水率对照关系就可以预测待烘衣物的干重以及含水量M水，结合衣物烘干设备对特定衣物材质种类的烘干参数以及待烘干衣物中的含水量M水，预测衣物烘干设备烘干待烘衣物所需的吸收热量Q吸，配合衣物烘干设备设定的加热功率P0，计算烘干待烘衣物所需的烘干时间T，通过时间来控制衣物烘干，不用传统的温度信号间接感知衣物的干湿程度，防止过长时间进行烘干，导致衣物处于过干燥状态，造成衣物产生褶皱甚至损坏衣物，并且能够有精确的烘干时间和最佳的能耗，提升用户体验感。
以上所述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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.烘干时间控制方法，其特征在于，包括：
对待烘衣物进行至少一次脱水，根据最后一次脱水后的衣物重量M终确定所述待烘衣物中的含水量M水；
根据所述含水量M水确定烘干所述待烘衣物所需的吸收热量Q吸；
根据所述吸收热量Q吸确定烘干时间T。
2.根据权利要求1所述的烘干时间控制方法，其特征在于，根据最后一次脱水后得到的衣物重量确定所述待烘衣物中的含水量M水包括：
预先建立有所述待烘衣物的材质、脱水转速和含水率之间的含水率对照关系；
最后一次脱水完成后，对所述待烘衣物进行称重得到衣物重量M终；
根据所述待烘衣物的材质和所述最后一次脱水的脱水转速从所述含水率对照关系中获取含水率K终；
根据所述含水率K终和所述衣物重量M终计算所述含水量M水。
3.根据权利要求2所述的烘干时间控制方法，其特征在于，所述含水率K终为水重量与干衣重量的比值，所述衣物重量M终为水重量和干衣重量之和，所述含水量M水的计算公式为：
。
4.根据权利要求1所述的烘干时间控制方法，其特征在于，根据所述含水量M水确定烘干所述待烘衣物所需的吸收热量Q吸包括：
预先建立有所述待烘衣物的材质和水蒸发潜热r之间的蒸发潜热对照关系；
根据所述待烘衣物的材质从所述蒸发潜热对照关系中获取水蒸发潜热r；
所述吸收热量Q吸为所述含水量M水与所述水蒸发潜热r之积。
5.根据权利要求1所述的烘干时间控制方法，其特征在于，根据所述吸收热量Q吸确定烘干时间T包括：
预先建立有所述待烘衣物的材质和加热功率P0之间的加热功率对照关系；
根据所述待烘衣物的材质从所述加热功率对照关系中获取烘干过程中的加热功率P0；
根据所述吸收热量Q吸、加热功率P0以及损耗能量Q1计算烘干时间T。
6.根据权利要求5所述的烘干时间控制方法，其特征在于，所述烘干时间T的计算公式为：
。
7.根据权利要求5所述的烘干时间控制方法，其特征在于，所述损耗能量Q1根据所述待烘衣物的材质确定或者设为固定值。
8.根据权利要求1所述的烘干时间控制方法，其特征在于，预先建立有所述待烘衣物的材质、脱水次数和脱水转速的脱水转速对照关系，在对所述待烘衣物进行脱水之前，根据所述待烘衣物的材质以及脱水次数从所述脱水转速对照关系中获取对应的脱水转速。
9.根据权利要求8所述的烘干时间控制方法，其特征在于，所述待烘衣物的材质以及脱水次数由用户设定。
10.根据权利要求8所述的烘干时间控制方法，其特征在于，对所述待烘衣物进行两次脱水，第二次脱水为所述最后一次脱水；根据所述待烘衣物的材质和脱水次数从所述脱水转速对照关系中获取第一次脱水的脱水转速R1和第二次脱水的脱水转速R2，且所述脱水转速R2高于所述脱水转速R1。
11.烘干时间控制装置，其特征在于，包括：
脱水称重单元，用于对待烘干衣物进行至少一次脱水，并对最后一次脱水后的衣物进行称重得到衣物重量M终；
第一确定单元，用于根据所述衣物重量M终确定所述待烘衣物中的含水量M水；
第二确定单元，用于根据所述含水量M水确定烘干所述待烘衣物所需的吸收热量Q吸，再根据所述吸收热量Q吸确定烘干时间T。
12.根据权利要求11所述的烘干时间控制装置，其特征在于，还包括：存储单元，用于储存所述待烘衣物的材质、脱水次数和脱水转速之间的脱水转速对照关系、所述待烘衣物的材质、脱水转速和含水率之间的含水率对照关系、所述待烘衣物的材质和水蒸发潜热r之间的蒸发潜热对照关系、以及所述待烘衣物的材质和加热功率P0之间的加热功率对照关系；
所述脱水称重单元根据所述待烘衣物的材质以及脱水次数从所述脱水转速对照关系中获取对应的脱水转速；
所述第一确定单元根据所述待烘衣物的材质以及最后一次脱水的脱水转速从所述含水率对照关系中获取含水率K终，根据所述含水率K终和所述衣物重量M终计算所述含水量M水；
所述第二确定单元根据所述待烘衣物的材质从所述蒸发潜热对照关系中获取水蒸发潜热r，根据所述含水量M水与所述水蒸发潜热r计算所述吸收热量Q吸，再根据所述待烘衣物的材质从所述加热功率对照关系中获取加热功率p0，根据所述吸收热量Q吸、加热功率p0以及损耗能量Q1计算烘干时间T。
13.存储介质，其特征在于，所述存储介质储存有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1至8任一项所述的烘干时间控制方法。
14.衣物烘干设备，包括：处理器和储存有计算机程序的存储介质，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至10任一项所述的烘干时间控制方法。
15.衣物烘干设备，其特征在于，所述衣物烘干设备具有权利要求11或12所述的烘干时间控制装置。
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