编者按：第52届国际家用电器技术会议于2001年3月25日至4月7日在美国俄亥
俄大学举办。这届会议上共发表了近40篇论文，涉及了家用电器设计、生产的各个
层面，会议还举办3个专题讲座，分别讨论工业设计、室内空气质量以及EMC测试。
会议比较引人注目的两个议题是网络家电（分别对网络家电的协议、网络微波炉、
网络洗衣机、家用空调的远程集中控制进行讨论）和洗衣机技术。中国家用电器协
会组团参加了这届技术会议，以下为由中国代表团整理编译的部分论文摘要，以便
国内家电企业及时了解国外家电技术动态。
1．适用于工业控制的1/4瓦       的备用电源
为降低功耗（包括待机功耗）,BIAS电源技术公司介绍了一种新型的、低功耗的交
直流备用开关电源。它是一种在过程控制和设备控制方面非常有用的脱线电源，这
种1/4瓦的电源可以放置于任何具有1立方英寸大小空间，能提供3～15伏备用直流
电压，特别适合于给电路传感器供电。由于它符合在其他电路中耗功不超过1瓦的
全球性的规定，因此，对于减少备用损耗它是最有效的。
最近，这种备用电源已在工业控制和工厂自动化设备上得到应用。由微处理器控制
几乎所有的设备和控制回路，该备用电源处于备用模式，仅分流非常少的一份电流
。该能源的典型功能是提供离线开关电源供给，或在一些情况下，作为线性的供给
电源。
2．电器控制面板设计的创新
Dura Switch公司介绍了最近出现的一种新技术，它吸取了传统电器工业控制面板
开关的所有长处，包括隔膜和电机类型方面的优点，还可以将它们合并为单个的装
置。传统的控制面板设计均存在一定的局限性，而该新技术提供了一个新颖的途径
来克服这些局限性并为电器控制面板的灵活设计成为可能。它用先进的隔膜开关制
造技术将旋转和滑动控制功能组合到同一块面板上。采用该技术，终端面板能够很
容易地增加新的功能或进行美学设计。隔膜面板则用人类环境化的智能控制器代替
诸多的按钮。
3．低成本、直观可靠的人机界面
电器的人机界面已经成为一个热门主题。一种新的低成本、直观可靠的人机界面给
工业设计者带来了一个全新的竞技舞台。该技术基于传感矩阵上的元件的电感/磁
性感应。对于电器制造商来说，它的主要的优点是降低了直接和间接成本、提高了
可靠性、安全型和细化产品的可能性，用户可通过“夹接”一个新的人机接口就可
以升级他们的电器。
4．智能食品加工电器改变烹调步骤
随着生活方式的改变，现代美国人的烹调技术越来越差，在家翻热的机会在不断增
加。美国微波科学研究所介绍了美国2001年夏季将推出的一种智能食品加工系统，
适应现代美国人的生活习惯。食品加工电器如微波炉、烤箱等通过内置的操作系统
软件能真正实现对食品准备的自动化。使用这种系统只需简单地将食品放进炉内，
在控制板上键入食品包装上的编码，例如“123”，然后按“开始”键，微波炉、
烤箱等能自动完成炉内食品的烹煮工作，无需监视、等待。食品编码是一个24位的
数字系统，可以支持1000万种以上种类的食品。软件通过解释编码，可以控制电器
的工作方式。2001年具有此项功能的LG微波炉将首先上市，同时带有这种编码的食
品也将上市。
5．真空隔热板：电器隔热的领先技术
美国真空隔热协会介绍了真空隔热技术的一些进展情况。在过去10年里，真空隔热
板（简称VIP）已从工程界实验室样品发展成为实用隔热解决方案。需求范围大到
航天飞机上的生物学试验，小至疫苗运输过程中的保护。VIP工业的长期目标是降
低成本并使之成为家用电器应用领域具有吸引力的一项技术。其研究方向主要集中
在三个关键方面：先进的、高质量的、低成本的材料；高效率的生产设备；对以V
IP为核心绝热层的产品进行设计优化。降低成本和高质量的目标已经实现，目前V
IP正在应用于电器领域，其优势已引起一些电器制造商的关注。
6．设计——实现真空隔热价值的关键
美国产品设计公司的论文认为设计是实现真空隔热价值的关键因素。真空隔热板由
于其热阻是普通材料的4～7倍而具有更高的潜力。然而，电冰箱或其他电器的设计
在很大程度上影响着真空绝缘材料的性能发挥和造价。该文介绍了去年在几个不同
项目（对真空绝缘材料使用）中的成功的设计方案并介绍了进行热量测试和有限元
分析的情况。文章还列举了几个性能方面的普通事例。这篇文章预示了真空绝缘材
料在未来的设计成本、性能和应用方面前景。
7．发泡剂对家用热水器性能的影响
1987颁布的美国国家家用电器节能法，要求美国能源部（DOE）修订家用热水器的
能效标准，而这可能会对热水器的制造和安装带来影响。一个影响效率的因素是替
代对臭氧层有破坏作用发泡剂。美国伯克利国家实验室针对几种潜在的发泡剂的设
计成本和对能效的影响进行了论述。
家用热水器采用放于内胆和外壳之间的聚氨酯泡沫进行绝缘保温。目前，热水器制
造商仍使用HCFC-141b作为发泡剂，它是一种破坏臭氧的物质。根据1993年颁布的
草案，2003年以后热水器制造商必须使用其他的发泡剂。该文列举了三种可能的替
代品：HFC-245fa, HFC-134a、环戊烷，并着重讨论了它们能够成为替代品的主要
性能：对环境的影响、毒性、易燃性以及其是否能够成为可行的商用发泡剂的条件
，诸如实用性、制造工艺和成本等等。同时给出了将它们作为热水器绝缘填充材料
的功效和成本的比较结果。通过对几种填充材料的设计研究得到了其价格/性能比
的关系。134a的能效系数小但回收期略长，环戊烷虽然便宜但投资大。这三种发泡
剂的导热系数有15%的差距，但对能效系数的影响不大。论文的结论是它们和141b
的费用和性能差不多，可以符合环保的规定。
8．标准化“智能电器”            所用的通讯协议
当所谓“智能电器”出现于市面上时，就要求不同种类的电器能够相互联系或可以
通过互联网进行联络，只有这样才能取得广泛的市场前景。因此，美国家用电器制
造协会（AHAM）正在促成智能电器的兼容性及相互通讯传输的强制性标准协议的形
成。该论文描述了研究标准化协议的过程并涉及了其它的工业组织在类似协议领域
，如：UpnP、OsGI、CEBus等所做出的努力。来自AHAM会员公司包括便携式电器制
造商、大家电制造商及一些配件商的许多代表参加了标准化的研发进程。
9．智能消费电器的神经元          模糊控制技术
该篇论文由中美科龙研究中心和美国亚利桑那大学共同完成的。由于神经元网络及
模糊逻辑控制的研究随着数字通讯网络的兴起而得到发展，神经元模糊控制技术已
经可以为完成对网络化房间中智能消费电器的复杂控制要求提供较有效的解决方案
。
这项技术的主要思想：采用模糊逻辑方法的简单可靠的程序化器件去完成在线控制
网络通讯，下线通过神经元网络学习自优化。模糊逻辑控制系统（FLCS）控制消费
类电器。这一系统由廉价简单但却可靠的嵌入式系统程序化器件组成。在生产厂商
端的服务计算机可以收集由用户器具端传输过来的信息并传递信息给已建立的神经
元网络去诊断或修正已存在的模糊控制定则，必要时实行“自学习”。神经元网络
与模糊逻辑的结合为控制系统提供了一套经济可行的方法。
10．对洗碗机用途的分析
弗吉尼亚工程大学对美国洗碗机使用情况进行了研究。 进行这项研究的目的是了
解消费者是如何使用洗碗机的。通过与消费者见面以及电话调查，得出了本文的研
究成果。研究成果显示，越来越多的家庭拥有洗碗机，人口越多的家庭的拥有率越
高，大多数用户的年龄在30到59岁之间，平均每周使用3-4次，大多数用户在满负
荷时才使用洗碗机。论文给出了许多消费者在使用洗碗机方面的统计数据，从中可
以了解消费者的使用习惯。
11．改进中央空调的能效对决定消费者所使用空调寿命周期成本的影响
美国家用中央空调能效标准修订后，美国伯克利实验室用寿命周期成本分析方法，
研究了使用新标准后对消费者的经济影响。寿命周期成本是一个消费者用于购买空
调以及在空调的整个生命周期中所花费的费用。研究结果显示，消费者可以从能效
提高中得到好处。例如如果能效标准提高20%，35％的家庭平均每年可以节省453美
元，25%的家庭损失了平均158美元，对于其他的40%的家庭则没有什么影响。
12．家用制冷器具功耗
的两种动态计算工具
为确定新的欧洲能量标志，需要对家用冷冻箱和冷藏箱能效改进进行高精度的估算
。该文介绍了一个 “第二制冷” 动态计算软件系统，它已经在欧洲几个国家的制
造厂、试验室以及咨询公司开始启动。 欧洲的能量研究中心掌握着这些能够计算
冷冻、冷藏箱每年消耗总能量的软件。它们主要分析几个不同的技术：新的绝缘材
料（例如真空绝缘板）、高效压缩机、高效热交换、控制系统的改进等。目前已经
开发了两种软件程序。“制冷循环（CYCLEREF）”仿真制冷系统动力特性；而“制
冷量（ENEREF）”计算的则是保温层的热量损失以及每年的功耗。能量研究中心“
ARMINES”使用这个软件在７个不同的器具上进行了一系列试验。这份报告介绍的
是一个下冷藏上冷冻的例子。考虑到验证两种软件的计算精度，他们根据EN153来
测量器具的热量损失以及其吸收的能量作为测试目标。
13．一种估算蒸发器在结霜条件下
工作情况的新方法
了解蒸发器的设计特征对无霜蒸发器工作在结霜条件下产生怎样的影响是非常重要
的。通过开发出试验手段可以确定蒸发器在结霜条件下有更好性能的设计参数。在
这篇论文中，利用结霜可视化技术以及通过测量系统的主要参数，来描述整个试验
。通过试验，他们确定了哪些参数在蒸发器的设计中是更加重要的，它们能让蒸发
器很好地适应结霜条件。这些信息能够用来提高蒸发器在结霜条件下的性能价格比
。
14．烘干过程中棉织物
的磨损研究和热破坏
论文研究了家用滚筒式烘干机对棉织物磨损和热破坏的情况。破坏程度可以通过电
子扫描显微镜和一些物理试验来估测，像重量试验和破坏程度测定的张力试验。对
于湿织物，在用加热烘干时，其纤维破坏程度较为严重。高温下对干织物的破坏，
等效于烘干机的过干状态，是非常严重的，但不同于湿织物。
论文通过织物纤维的电子扫描显微镜检验，研究了烘干过程对水洗织物表面和内部
结构间的破坏差异。它的研究结果证明在烘干时把衣服内里翻外可以减少衣服的磨
损。这个结果对公众非常有帮助，它将成为极好的洗烫公用教学资源。
论文也研究烘干时织物花样水分损失问题。研究发现烘干机的典型应用通常会导致
过干，这会导致10%-15%的能量损失和磨损增加。
15．利用信息综合技术            实现洗衣机的诊断
洗涤剂和恰当的水温是影响衣服洗净率的最重要的因素,然而滚筒的动态也同样重
要。这篇论文认为洗涤过程中滚筒动态研究可以了解关键性的信息，帮助决定是否
是不平衡负荷，以及了解洗衣机的正常运行状况。
 一些便宜的传感元件就可以捕获整个最初的短暂快速旋转过程的系统动态响应，
从这个动态特征中可获得有价值的信息资料，几秒钟之内就可以从滚筒的搅拌看出
悬浮现象、发动机状况及是否不平衡，然后用简单的数据处理技术来提取相关信息
，获知相关水循环和机器本身状态。知道这些信息可以让洗衣机在负荷会导致特殊
振动的情况下选出合适的转速。而且，洗衣机的历史纪录也可帮助确定机器的损坏
点。这种智能洗衣机可以决定有关的水循环并提供出现故障的模式，这将成为一个
任何家庭都欢迎的家电。
这篇论文提到了不平衡检测的方法并对水平轴洗衣机的悬浮状况进行了研究。滚筒
动态学是通过三个加速计对其中的运动测量获得的，同时还有一个线性电位计测量
滚筒的位移。通过用简单的数据处理技术来比较动态滚筒上的物质大小以及导致不
同的不平衡状态的物质大小，可以测量出负荷不平衡状况。电动机开始循环转动时
，滚筒最初的运动提供了丰富的可以决定是否存在不平衡的信息。悬浮状态也可通
过分析从短时间内滚筒动态变化中收集来的信息来确定。通过一些便宜的传感器收
集有关滚筒发生问题时短暂的历史记录，然后进行处理，可以简单实现悬浮故障和
不平衡检测。   
16．洗衣机高转速旋转对脱水率和
纺织品磨损的影响
德国清洁技术研究所的Hans-Guenther Hloch教授介绍了洗衣机高速脱水对织物脱
水率及对织物损伤的影响。
文章认为，采用机械离心方式的脱水比采用耗能及费时的加热除水有极大的优势。
因此，洗衣机的脱水速度越来越高，并受到欧洲能源标志的支持。现在，滚筒洗衣
机的脱水速度已高达1800RPM。随着直接驱动技术的应用，洗衣机的脱水速度仍有
进一步提高的可能。不过，洗衣机的脱水速度亦受电机及洗衣机结构的限制，织物
脱水率还受织物的质地、洗涤方式及脱水技术的影响。文章对影响织物脱水率和织
物损伤的主要因素如脱水转速、脱水桶直径、脱水时间、脱水前织物的分布以及载
荷量的大小等进行了详细的试验研究。
17.开发具有节能和经济性特点     的新型洗衣机
韩国LG公司的Dong-Won Kim介绍了一种新型斜桶式直流无刷电机直接驱动波轮洗衣
机。该洗衣机的主要特点有：
（1）将传统的波轮洗衣机的垂直桶倾斜12度，更便于取放衣物，方便用户使用，
同时可节约用水达28%（注：此种结构的洗衣机日本三洋公司在2000年初已有产品
推出）。
（2）由于采用了斜桶结构，衣物在洗涤后易偏于内桶的一侧，这样在脱水时由于
偏心负载较大会增大洗衣机的振动，为解决这一缺陷，采取了在排水时边排水边搅
拌衣物的方法使衣物在脱水桶内分布更加均匀，这样可相应减少振动约50%。
（3）采用外转子直流无刷电机直接驱动技术，使洗衣机洗涤噪音降低3dB(A),脱水
噪音降低7dB(A)，同时用电节省达15%（注：外转子直流无刷电机直接驱动技术日
本东芝公司1998年已有产品推出）。
（4）采用新型双层平衡圈结构，使洗衣机振动降低40%。
（5）采用LCD显示面板，可即时显示洗衣机的工作状态。该面板同时设有网络接口
与PC机相连，可进行a:通过网络下载洗衣机洗涤程序增加给洗衣机；b:用户自编洗
涤参数，如选择自己喜爱的洗涤时间、脱水时间、漂洗次数等；c:通过网络下载动
态图象来改变LCD的初始化界面。
18．采用电源线作为网络的低成本
智能家电的宽带连接性
英国nSine公司的John Gilhooly介绍的用电源线作为网络家电连接方法，其方式为
家电控制MCU将传输数据通过载波方式加载在电源信号上，接受器将信号解读，传
输到网络上。用电源线上载波的方式作为网络家电的连接方法是一种低成本的方法
，其优点主要有价格便宜、通用性好、使用方便，缺点为传输速度慢、对电源有较
大的干扰。由于网络家电数据交换量较少，所以传输速度慢不会影响其使用，文章
介绍了解决其发射干扰的方法。该公司通过研究发现，当传输距离在几十米内时，
电源线上的载波频率的范围选取在10MHZ到30MHZ较为合适，其发射干扰也较小，主
要原因是当载波频率小于10MHZ时，一些频率点的衰减会达到60DB到80DB。■ (.E205B04001.)