1 加湿器的原理
很多南方人到北方遇到的最大困难是北方太干燥了,尤其到了冬天,干燥更是一大挑战。所以,加湿器的出现是一个很好的解决方法。虽然房间面积大了就效果不明显,在很多地方实测湿度变化不大,但是体感还是很明确能感到改善。
加湿器的原理很多,最新比较普遍的是超声波加湿的方法。现在正好有一个用了很久但是还能正常工作的加湿器,看看加湿器是如何工作的。
上面控制面板有两个按键开关,一个是电源开关,一个是挡位调整。
这个功率最大400W,最小200W,最大容量5升,能够运行6个小时。采用220V供电。
2 硬件拆解
2.1 这个加湿器分为两个部分,上半部分是加水和出蒸汽的部分,顶部的圆环中的方形开口是出蒸汽的地方。表面的盖子可以取下来,加水的异形水桶也可以直接取下来,供补充消耗的水用。
拧掉固定螺丝,可以把出蒸汽的圆形管子取下来,可以看到里面是一个金属色泽的圆盘
在外壳有一个空气进入的盖板,但是,和上半部是不通的,从上半部看不到这个进气部分
盖板取下来,还有可以更换和清洗的海绵过滤层,有点像汽车的进气滤清器了。
下面的是储水桶,有一个逆止出水阀
逆止出水阀指示旋转方向和使用方法,
中间是一个弹簧顶开的弹簧出水阀,放在上层箱体后,有一个顶柱使这个阀打开,出水,当水位达到标尺的位置后,可以自动释放逆止阀,封闭出水。在加湿器的外侧有一个狭长的观察缝,可以直接看到水位,即使加水。
2.2 下半部的拆解,这个是5个螺丝固定的底板
拆开后,看到一片乱麻,猛一下还看不明白的。再仔细分析,发现这个是非常有意思的硬件设计,以及3个电子功能部分:加热器部分,控制面板部分和驱动风扇部分。
首先是驱动风扇,这个有点像水车的转轮,明显就是送风扇叶,但是选择径向送风而不是通常电风扇的轴向送风是挺有意思的设计
分离送风扇叶,发现这个电机也特别有意思,不是封闭的圆筒形的,而是转子和定子分离,定子直接是一个方形的环形励磁磁铁,而转子就显得特别小。为啥这么搞呢,这是拆解的第一个问题。
随后再控制板部分发现一个小的插板PCB,直接从孔内伸向上部
取下螺丝和盖板,发现是一个干簧管。没有电磁铁,那么不是吸簧式的,那么应该是双金属片温控干簧管,在超温的情况下跳开回路。
随后就是加热器部分
拆下来后反转的加热器,原来是一个中间有硅胶进水孔的环形加热器,前面有硅胶垫片,试一下明显性能还很好,弹性好,密封性好,耐高温效果不变
随后是控制板部分
去掉正面盖板的按钮开关,显示LED灯,分压保护电阻以及一个BTA12-800C双极性可控硅
拆开后看反面的PCB板,
至此,硬件部分就拆解完了。明显设计水平比较高,选用材料质量好,用了多年,性能仍然很好。
3 电子控制分析
这个里面主要是逐个分析3个电气部分和控制的原理。
加热器部分还是一个整体铸造的加热杯,加热电阻丝明显是围绕周围直接对这个容器加热,侧面有一个温敏开关,内置双金属片,当水烧干,超温时直接跳,断开回路,保护电路,避免烧毁电阻丝,造成事故。这个和点热水壶里面的保护温敏开关是一样的。这个加热器还有一个特点就是底部有孔,下部上水,这个水是从加湿器上层的储水桶通过逆止阀供水的。
送风风扇设计也比较讲究,首先实现了静音。围绕静音进行了设计,因为加湿器在家庭或者办公室使用,直接用高速电机带动风扇,声音太大,而且送风效果也不好。现在使用的其实是一个转子变换磁场的低速电机,同时使用径向送风,把底部从带滤网的进风口带来的空气,通过一个小孔送到上层去,形成持续的上升气流,这个气流带动加热器蒸发的蒸汽送出加湿器。这个设计,就是主打低速,稳定送风。
电气控制面板的设计也非常有意思,电源开关比较容易实现。对于功率调整采用了意法公司的BTA12-800C(BTA12-800C Datasheet(PDF) - STMicroelectronics),耐压800V,额定电流大于12A。使用可控硅的控制方法实现两档功率控制
4 小结
这个加湿器质量好,运行稳定,但是功耗大,技术原理还是比较过时了。
从外壳采用的PE材质开始表现了很好的耐腐蚀和稳定性,同时采用的硅胶连接水管和垫片都保持了很好的耐高温特性,到现在仍然不漏水,不变色。
其中可控硅直接采用ST原厂的,没有用替代品,器件质量得到保证。
整体结构设计把电气元件和送水回路完全分开,避免漏水导致的短路,充分考虑了安全性。而且,注重用户体验,采用了原理是静音的低速异形电机,保证即使在睡觉的时候也可以安静地使用。这个驱动的风扇通过气流的路径设计,实现了下部空间元件,和上部经常需要更换水的部分实现联通和加湿的湿气送出。
所以,这个加湿器是一个质量过硬,材料材质过关的好产品。不过,直接加热的方式对于加湿器来说,还是环保上差了一点点,使用超声波形成的激波产生水蒸气,效率更高,功耗更低,声音更小。而且体积可以很小,不少便携的桌面加湿器都采用了这样的原理。
所以,最后经过时间考验的高质量产品,最终还是输给了时间,从技术原理上淘汰,连一个招呼也不打。