CN101946037B

CN101946037B - 包括冷却组件以及加热组件的用于干燥湿物品的家用电器

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Publication number: CN101946037B
Application number: CN2009801057856A
Authority: CN
Inventors: H-D·屈尔; A·施托尔策
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2029-02-16
Also published as: US20110035953A1; CN101946037A; EP2245225B1; EP2245225A1; DE102008009783A1; WO2009103670A1

Abstract

一种家用电器，其设置成借助于处理气流而干燥湿物品，其中所述处理气流在一处理空气通道内传导，所述气流流经：容纳所述物品的处理室；冷却组件，其中在所述处理气流通过所述处理室之后，所述冷却组件使得所述处理气流冷却和冷凝。所述冷却组件包含第一换热器，来自处理气流的热量可以借助于所述第一换热器被供至工作流体；以及下游连接的加热组件，其中在所述处理气流流经所述处理室之前，所述加热组件加热所述处理气流，所述加热组件包含第二换热器，来自所述工作流体的热量可以借助于所述第二换热器被供至所述处理气流。所述工作流体在一热泵内传导，所述热泵根据再生气体循环过程而操作。在所述第一换热器内，至少在处理空气入口附近在处理空气区域与工作流体区域之间的隔板的壁温是在50℃与80℃之间、尤其是在大约70℃；并且相应地在所述第二换热器内，至少在处理空气入口附近壁温是在90℃与140℃之间、尤其是在110℃与130℃之间。

Description

包括冷却组件以及加热组件的用于干燥湿物品的家用电器

技术领域

本发明涉及用于借助于可以在处理空气通道内被引导的处理气流干燥湿物品的家用电器，所述气流流经一处置室，其中所述处置室包括所述物品；一冷却组件用于在处理气流已经经过所述处置室之后使得所述处理气流冷却并冷凝，所述冷却组件包括第一换热器，其中来自处理气流的热量可以借助于所述第一换热器被供至工作流体；以及加热组件，用于在处理气流流经处置室之前加热处理气流，所述加热组件具有第二换热器，其中来自工作流体的热量借助于所述第二换热器被供至处理气流。

背景技术

专利公开文献DE 40 23 000 C2、DE 197 38 735 C2和WO2006/029953 A1分别描述了一种家用电器，在所述家用电器中，冷却组件和加热组件形成了热泵的一部分，在所述热泵中，从冷却组件中的气流排出的一些热量被再次供至加热组件内的气流。

根据DE 40 23 000 C2，压缩机热泵被使用，在所述压缩机热泵内，工作媒介(二氧化碳或氯代烃(chlorinated hydrocarbon)和/或氟代烃(fluorinated hydrocarbon))通过压缩机被压缩成气态、然后在第一换热器内液化同时释放热量、然后在通过节流阀时释放压力并且在第二换热器内通过吸热被蒸发。最终，工作媒介返回至压缩机。根据DE 19738 735 C2，使用一热泵，在所述热泵内，第一工作媒介(氨)通过第二工作媒介(水)被周期性地吸收和解吸。根据WO 2006/029953 A1，使用一热泵，在所述热泵内，热电元件(也称为Peltier元件并由专门的半导体材料构成)用于导热。

由专利公开文献DE 1 410 206 A可知一种洗衣机，在所述洗衣机内，衣物除了被清洗以外还可以被干燥。该专利公开文献公开了为此目的所需的附加的机构的多种可选例。用于加热使得衣物干燥的气流的电加热装置可以与用于在衣物装载之后冷却加热的气流的单个换热器一起设置，然而，加热器和冷却器也可以形成热泵装置的一部分。热泵装置还可以被构造成其利用Peltier元件工作，以便利用热电效应。

由属于数据收集系统“Patent Abstracts of Japen”的涉及JP 08 057194 A的英文摘要可知的用于干燥衣物的装置在其第一通道系统内除了形成热电操作式热泵装置的加热器和冷却器以外还包括附加的换热器，其在冷却器上游连接以便冷却从衣物排出的热量；以及附加的加热装置，其在加热器的下游连接，以便在衣物装载之前附加地加热气流。

作为再生式气体循环方法实例的Stirling方法以及Vuilleumier方法由Hans-Detlev Kühl博士的文献“

ohnePhasenumwandlung”(无相变的热转换方法)是可知的，其自2006年11月26日在互联网地址http://hdl.handle.net/2003/2798上是可获得的，尤其见第1至29页。每个这种方法适于在热泵或冷却装置内使用，考虑电力工程内的应用(例如建筑物的加热)或例如分离(尤其空气的液化和分离)。

关于Vuilleumier方法也参照属于发明人Rudolph Vuilleumier的美国专利文献US 1,275,507。

在所有具有不利用热电效应的热泵的传统家用电器内，热量在相变时在工作媒介内被吸收和释放。与压力和温度有关的特殊的状况必须被遵守，从而可以保持并高效地利用所需的相变。这有时使得将热泵针对在家用电器中所需的温度大小进行调整是很难的。热电热泵需要使用专门的、昂贵的半导体器件，并且具有与绝热和干燥空气传导有关的特殊的问题，这是因为热量仅仅可以在相对短的物理距离内被泵送。这使得很难构造相应的家用电器。此外，在开机时，每种已知的家用电器内的热泵仅仅相对缓慢地达到最佳运行状况。这导致了干燥过程的延长的时间要求，这是使用者认为是非常不利的事情，并且至少不是所有，因为包括热泵的家用电器传统上售价很高并因此对其具有很高的期望。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在家庭干燥湿物品的可能性，其利用环境友好的、尤其自然的制冷剂进行操作，同时实现了紧凑的结构以及足够的除湿输出。

该目的借助于权利要求1中要求保护的家用电器实现。尤其在从属权利要求中可以发现有利实施例。

家用电器被构造成干燥湿物品，并尤其是滚筒干衣机、例如独立干衣机或者在洗衣干衣机内被集成。为此目的，家用电器包括处理空气通道，处理气流尤其可以借助于处理空气风扇在所述处理空气通道内被传导。处理气流可以流经容纳诸如衣物的物品的处理室、例如清洗滚筒。家用电器还包括处理空气可以流经的冷却组件，其中在所述处理气流通过所述处理室之后，所述冷却组件使得所述处理气流冷却和冷凝，所述冷却组件至少包含第一换热器、例如冷凝器，来自处理气流的热量可以借助于所述第一换热器或冷凝器被供至诸如气体或液体的工作流体。所述家用电器还包括加热组件，其中在所述处理气流流经所述处理室之前，所述加热组件加热所述处理气流，所述加热组件包含至少一个第二换热器，来自所述工作流体的热量可以借助于所述第二换热器被供至所述处理气流。

工作流体在一热泵内传输，该热泵基本上根据再生气体循环过程而工作。此外，在所述第一换热器内，至少在处理空气入口附近在处理空气区域(在其中传导处理空气)与工作流体区域(在其中传输工作流体)之间的隔板的壁温是在50℃与80℃之间、尤其是在大约70℃，并且在所述第二换热器内，至少在处理空气入口附近在处理空气区域与工作流体区域之间的隔板的壁温是在90℃与140℃之间、尤其是在110℃与130℃之间。

这种结构的换热器允许工作流体与处理空气之间的特别高效的换热，并且因此允许一种高效的热泵，其中所述热泵可以是紧凑的并以针对安装空间优化的方式被设置。

优选的是，再生气体循环过程包括Vuilleumier气体循环过程。然后，工作流体是气体、优选是氦气。Vuilleumier气体循环过程可以被设置为纯Vuilleumier气体循环过程或者设置为组合式Vuilleumier气体循环过程，例如与Stirling气体循环过程组合的Vuilleumier气体循环过程。

家用电器尤其优选在于：

在所述换热器中的至少一个换热器、优选所有换热器的工作流体侧具有用于输送工作流体的250至1500个通道、尤其500至1000个通道；

每个工作流体侧通道的长度是在100mm与150mm之间和/或相应的直径是在1.5mm与2.5mm之间；

换热器中的至少一个的一个处理空气侧以及尤其它的叶片被构造成，换热器内的处理空气的流损失在工作点总共低于250Pa；

可以产生180至230m³/h的处理空气体积流速；

所述处理室的入口温度小于120℃，所述处理室的出口温度为65℃至85℃、尤其为大约75℃；

所述热泵包括至少两个移动活塞，所述活塞的活塞直径是在75mm与200mm之间、尤其是在100mm与150mm之间；

所述热泵包括至少两个移动活塞，所述活塞的活塞直径是在25mm与75mm之间、尤其是在30mm与50mm之间；

所述热泵包括至少两个移动活塞，所述活塞的媒介压力是在20巴与75巴之间、尤其是在30巴与50巴之间；

所述热泵包括至少两个移动活塞，所述活塞的行程频率相应地是在10Hz与15Hz之间；

所述热泵包括至少两个再生器，每个再生器的直径是在80mm与140mm之间，第一冷再生器长度是在20mm与60mm之间、尤其是在30mm与50mm之间；和/或第一冷再生器的纤维的直径是在30μm与80μm之间、尤其是在40μm与70μm之间；和/或第二暖蓄热器的长度是在60mm与150mm之间、尤其是在80mm与120mm之间；和/或第二暖蓄热器的纤维的直径是在30μm与120μm之间、尤其是在50μm与100μm之间；

所述热泵的热工作容腔具有高于500℃的温度级别；和/或

所述热泵包括至少两个移动活塞，其中所述移动活塞被构造为自由活塞振动系统的一部分；所述移动活塞尤其经由弹簧元件相连，其中所述弹簧元件的弹簧常数是在3N/mm与15N/mm之间、尤其是在6N/mm与7N/mm之间；和/或第一冷移动活塞的重量是在3kg与6kg之间、尤其是在4kg与5kg之间；和/或第二热移动活塞的重量是在1kg与2kg之间；和/或第一冷移动活塞包括凹部，其中所述凹部用于至少部分地接收在工作容腔内固定布置的本体，根据所述冷移动活塞的行程，所述本体进入到所述凹部中，所述本体尤其为圆柱形的基本形状，其直径尤其是在25mm与75mm之间、特别地是在40mm与50mm之间。

为了增加冷凝速度，优选的是家用电器具有附加的换热器，该附加的换热器尤其位于热泵的换热器之间或位于热泵下游。

作为家用电器的干衣机例如具有处理空气回路，其中所述处理空气回路由具有衣物的滚筒、热泵和处理空气风扇形成。Vuilleumier热泵根据与Stirling过程类似的热学驱动的气体循环过程的原理工作。本质上，热泵具有恒定的气体容腔，其通过至少两个机械相连、直线驱动的或自由振动的移动活塞被划分成具有不同温度级别的三个周期性变化的分容腔。各容腔通过两个再生器彼此相连。通过加热(例如电方式或利用气体)热工作容腔可以产生两个附加的温度级别，并且它们可以用于从干燥过程中去除冷凝热量并且存储较高的温度级别。为此目的，这两个工作容腔借助于换热器与处理空气接触。

附图说明

本发明将参照附图更加详细地说明。

相同或相应的元件在附图中设有相同的附图标记，其中：

图1示出了根据第一实施例的具有Vuilleumier热泵的家用电器的视图；

图2示出了具有根据H.-D.Kühl的通过连接机构机械相连的活塞的Vuilleumier热泵的三个设计的基本视图；

图3示出了根据第二实施例的具有Vuilleumier热泵的家用电器的视图；

图4以俯视图示出了根据图3所示的实施例的用于滚筒干衣机的Vuilleumier热泵；并且

图5示出了图4的Vuilleumier热泵的透视图。

具体实施方式

图1示出了家用电器，其形式为用于干燥湿的衣物2的滚筒干衣机1。滚筒干衣机1具有大致封闭的处理空气通道3，在所述处理空气通道内导送处理气流。为此目的，处理气流通过风扇4被驱动。衣物2在一形式为可旋转的清洗滚筒5的处理室内布置。在处理气流已经经过该滚筒5之后，所述处理气流在处理空气通道3中到达用作为冷凝器6的第一换热器6。处理气流在此被冷却至这样的程度，即处理空气在滚筒5内已经从衣物2所吸收的水分冷凝。在冷凝器6下游布置的水分分离器7被用于将冷凝的水分分离。分离的水分被收集并被处置。传统实际是将冷凝器6与水分分离器7结合成一个部件。在视图中，这些部件被单独地示出，主要是出于清楚的原因。风扇4位于冷凝器6和水分分离器7的下游，其中所述风扇在处理空气通道3内紧接着是一第二换热器8，其中所述第二换热器被构造为用于处理气流的加热器8。在处理气流经过第二换热器8并且在该过程中被加热之后，处理气流返回至滚筒5，在那里，所述处理气流再次从湿的衣物2吸收水分。

第一换热器6和第二换热器8是Vuilleumier热泵V1以及6、8至19的组成部件。这种Vuilleumier热泵的原理以及示意性实施例(像具有再生气体循环过程的其它热泵一样)具体可以在H.-D.Kühl的文献中找出，其结合在此引作参考。

Vuilleumier热泵V1和6、8至19将在此后详细说明。所述Vuilleumier热泵包括工作气体通道9，在所述工作气体通道内，合适的工作气体(在这种情况中为氦)被封闭为制冷剂，其中所述合适的工作气体在给定的温度尽可能地接近理想气体。工作气体通道9穿过第一(“冷”)换热器或冷凝器6，其在低温用作为散热器，所述第一换热器或冷凝器正如所述从处理空气通道3内的处理气流吸收热量。在工作气体通道9内设有第二(“暖”)换热器8，其在中等温度用作为热源，所述第二换热器以所述的方式向处理空气通道3内的气流供热。加热器10位于工作气体通道9的第二端处，其中所述加热器10是电操作的并将已经到达其中的工作气体加热至高温。在这种情况中通入工作气体内的热量是驱动工作气体通道9内的再生Vuilleumier工作气体循环过程的能量。

在第一换热器6与第二换热器8之间，工作气体通道9具有第一缸体11，第一活塞12可以在所述第一缸体11内移动。与第一缸体11并行地连接有第一再生器13，其中所述第一再生器是第一蓄热器13，工作气体可以基本上自由地流经所述第一蓄热器13。通过使得所述第一活塞12移动，工作气体被推动经过第一再生器13，并且因此可以从第一换热器6传输至第二换热器8或者反向传输。在该过程中，工作气体将潜在过多的热量释放至第一再生器13或者从其吸收潜在不足的热量，并且更具体地讲，取决于工作气体流经第一再生器13的方向。与第一换热器(冷凝器6)相连的工作容腔20也称为“冷”工作容腔；与第二换热器8(热源)相连的工作容腔21因此称为“暖”工作容腔。

在第二换热器8与加热器10之间，工作气体通道9具有第二缸体14，所述第二缸体内设有在其中可以移动的第二活塞15，并且所述第二缸体14同样并行连接有第二再生器16。通过使得第二活塞15移动，工作气体通过再生器16从第二换热器8被传输至加热器10或者反向传输，所述工作气体再次释放过多的热量或者吸收不足的热量。与第一换热器(冷凝器6)相连的工作容腔21也称为“暖”工作容腔21；与加热器10相连的工作容腔21称为“热”工作容腔。

彼此之间具有良好限定的相位关系的第一活塞12和第二活塞15的周期性和相互协调的运动被用于利用工作气体操作Vuilleumier过程。为此目的，设置用于第一活塞12的第一直线驱动器17以及用于第二活塞15的第二直线驱动器18，并且它们通过控制器19被控制，并无接触地使得活塞12和15移动。这有利地是可行的，尤其因为Vuilleumier过程唯一地利用由加热器10所供应的热能被操作，并且经由活塞12和15的机械能的引入仅仅需要达到这样的程度，即工作气体必须在第一换热器6、第二换热器8与加热器10之间来回被传输。多少地，在该过程中流动的工作气体和移动的活塞12和15内的仅仅惯性力和摩擦力必须被克服。特别地，直线驱动器17和18与活塞12和15无需彼此相互接触。实际上，现实可行的是通过直线驱动器17和18无接触地引导活塞12和15。因此，不必以密封的方式将移动部件从工作气体通道9引出。实际上，工作气体通道9形成了本质上完全封闭的并在这种情况中为刚性的单元，其中所述单元因此可以容易地、可靠地并永久地被密封，即使工作气体经受最大几百巴的压力。这对于家用电器1的运行可靠性与寿命而言是非常重要的。

在传统的采用一小时大小的时间段的干燥过程中，热泵1通过工作气体在工作气体通道9内的反复移动而操作，活塞12和15以十分之一秒大小的周期循环地并相互相移地移动。干燥过程的持续时间与再生气体过程的周期的持续时间之间的最佳比因此是在10000与100000之间、特别优选是在30000与40000之间。

如果热泵V1的尺寸被构造成其活塞频率仅仅针对具有全载的干衣机的稳定操作(stationary operation)，则在欠载的情况中实现稳定相或干燥是有问题的。为了避免这种情况，摩擦损失在这种情况中借助于(调频的)直线驱动器的频率调节而被平衡，从而可以针对干衣机1的运行状况高效地调整工作点。

通过使用再生式气体循环过程，该家用电器1提供了在功能和安全方面并不是关键的工作媒介使用的可能性。此外，在相应的热泵内，在低温可以达到高热泵指标。由于高温级别与低温级别之间的最佳高温差以及中温级别与低温级别之间的可比较的低温差，利用Vuilleumier热泵可以获得热泵的高等级数。因此，可以产生配有能效等级A的滚筒干衣机形式的家用电器。

通过选择工作气体以及气体在热泵内必须所处的压力可以考虑相应的标准。热泵内的蓄热器的设计可以有利地影响其运行特性。

图2示出了根据H.-D.Kühl的第23页的Vuilleumier热泵的三种设计的基本视图。在这种情况中，各活塞通过共用的连接机构彼此机械地相连。

在实际中并不主流的α设计的情况中，三个活塞以星形通过连接机构K1彼此相连，其中所述连接机构将每个活塞的一个连杆连接至一可旋转的盘。连接机构K1使得活塞之间的相位关系固定。

在β设计的情况中，两个活塞12、15在一共用的缸体内串联，并且借助于外部连接机构K2彼此之间具有90°的固定相位。

在γ设计的情况中，两个活塞12、15彼此相互以一角度布置并且在各自的缸体内运行。

图3示出了针对滚筒干衣机的Vuilleumier热泵V2的另一可选实施例的视图。滚筒干衣机23被设置成实现每分钟大约40g水的除湿输出。180至230m³/h的处理空气容积流为此目的被提供，并且这使得进入滚筒5的入口温度为小于120℃并且自滚筒5的出口温度为大约75℃。

与图2中的β设计类似，第一活塞12和第二活塞15在一共用的缸体24内相应地彼此机械相连，并且在该共用的缸体内一个在另一个之后地运行。然而，与图2中的β设计相反，取消了连接机构。实际上，活塞12、15是自由活塞振动系统的一部分。该实施例已经证明针对滚筒干衣机是特别有利的，这是因为安装空间由此被最小化。第一“冷”活塞12特别地被设置成具有4kg与5kg之间的质量，而第二“热”活塞15具有1kg与1.5kg之间的质量。活塞12、15借助于活塞杆26相连。连接弹簧(螺旋压缩弹簧)27被引入到活塞12、15之间的载荷路径中，其中所述弹簧的弹簧常数在这种情况中是在6N/mm与7N/mm之间。在Vuilleumier热泵被动态地考虑时，工作气体容腔例如与以下更加详细说明的活塞杆一起形成附加的动态弹簧元件(“气动弹簧”)。

在图1中仍独立的暖工作容腔因此结合成单个暖工作容腔21。活塞12、15的大约10Hz至15Hz的活塞频率是由于活塞12、15的100mm与150mm之间的活塞直径、活塞12、15的30mm与50mm之间的行程、以及大约30巴至50巴的媒介压力(medium pressure)。尽管活塞形成可以如图4以下详细说明地那样明显地改变，但是这些频率对于滚筒干衣机的运行范围而言是大致恒定的。

此外，第二换热器(处理空气加热器)相应地形式为两个分换热器8A和8B。铝换热器6、8A和8B的氦侧通道具有针对单个通道的100mm与150mm之间的长度。为冷换热器6和两个暖换热器8A和8B分别设置五百至一千个通道，这取决于各通道的在1.5mm与2.5mm之间的直径。换热器6、8A和8B的空气侧叶片针对所需的转换输出被设置成，由于换热器6、8A和8B的流损失小于250Pa。

再生器13、16被设置成，具有80mm至150mm直径的冷再生器13的长度不超过30mm至50mm(采用40μm至70μm的纤维直径)，并且暖再生器16的长度不超过80mm至120mm(具有50μm至100μm的纤维直径)。

热泵V2的热容腔22处于超过500℃的温度级别。在正常操作过程中，在冷凝器6内，在处理空气入口侧，处理空气区域与工作气体区域之间的铝搁板的壁温度处于70℃。在第一分加热器或分换热器8A处，相应的壁温度为110℃至120℃，并且在第二分加热器或分换热器8B，相应的壁温度为120℃至130℃。

驱动器17、18、19仅仅被用于促使系统启动至其运行状态并且可选地平衡摩擦损失。然而，尤其对于足够低的摩擦损失，也可以取消驱动器。

图4以俯视图的方式示出了图3的热泵V2的一种可能的实施方式。活塞12、15之间的机械连接尤其被设置成，固定至“热”活塞15的活塞杆26延伸到冷活塞12中并在那里终止在平坦座或盖28上。构造为螺旋压缩弹簧的连接弹簧27安坐在平坦座28上，并且连接弹簧的相反侧安坐在冷活塞12的端面内侧上。

自由活塞振动系统的这种结构(尤其具有高质量的冷活塞12(在此4kg至5kg)以及较低质量的热活塞15(在此1kg至1.5kg))产生了令人吃惊的效果，即可以有利地针对干燥和/或负载程度特别高效地调整干燥能力，这是因为冷工作容腔20与暖工作容腔21之间的温差随着较低的负载以及增加的干燥度而增加。活塞行程相应地被减小，从而热泵的干燥能力也被减小。这间接地与已知的Vuilleumier应用的前述特性相冲突，例如在加热设施内，在其中，在较高温差的情况中也寻求较高的热泵输出。

形式为称作为工作缸体25的容腔元件在暖工作容腔21的区域内稳定地固定至缸体24的壁。工作缸体25多少地侵入到冷移动活塞12中，而这取决于冷移动活塞12的位置。为此目的，冷移动活塞12具有相应的凹部(无附图标记)，在所述凹部内，工作缸体25被紧贴地(即，没有或者具有仅仅稍微的或可忽略的由间隙造成的泄漏地)输送。冷移动活塞12的行程运动相应地导致了可用于Vuilleumier过程的工作容积的变化。因此，(p，V)功被实现，其用于平衡Vuilleumier热泵内的摩擦损失。为了获得总能量平衡，加热器(其在这种情况中形式为在工作气体通道内布置的加热元件10)必须比无损失Vuilleumier过程的情况更加强烈地被加热。由于将电流转换成热能的损失，加热器10在Vuilleumier过程中的采用最初似乎比像例如用于Stirling电机的直接电动机械驱动器更有缺点。然而，加热元件10的采用比具有必须的齿轮的驱动电机更加便宜和更加可靠，并且不会造成任何热量损失。

工作缸体25的直径是在40mm与50mm之间。活塞杆26引导穿过工作缸体25。在定容积(volumetric)的情况中，工作本体25也可以就是冷移动活塞12的活塞杆25。

从缸体24横向偏置地，换热器6、8A、8B在用于处理空气的直线路(直线地)中彼此前后地布置。换热器6、8A、8B因此相对于移动活塞12、15(在一侧)非对称地布置。处理空气的传导由箭头表示，来自滚筒的暖湿处理空气最初为了冷凝被引导通过冷凝器6，并且然后为了加热被引导通过两个分换热器8A和8B。再生器13、16彼此相互共直线地布置，并且甚至更加横向偏置。缸体24、换热器6、8A、8B以及再生器的位置因此大致是共平面的。处理空气传导允许获得空气阻力减小的以及安装空间优化的流特性。基本上共平面的设计同样对于活塞12、15、换热器6、8A、8B和/或再生器13、16的非线性、例如轴向平行的或斜角的结构是有利的。所示的结构与例如加热设施的已知结构是明显不同的，在后者中，液体/液体换热器传统地布置在工作容腔周围并因此包围工作容腔。

活塞12、15的大约90°的相移可以借助于调整系统(机械弹簧27或气动弹簧)的弹簧常数大小以及活塞杆25、26的横截面大小而被调整。在该过程中考虑到了损失。

图5示出了用于根据如图3和4所示的Vuilleumier结构的滚筒干衣机的底组结构(bottom group structure)29。该底组结构29示出包括冷凝器6、两个分换热器8A和8B、一部分工作气体通道9、第一再生器13、第二再生器16以及缸体14。所示的具有自由活塞振动系统的热泵的安装空间被最小化，并且不大于450×450mm。

对于可与安装空间相容的热泵的尺寸，针对所期望的除湿的大约2000W与2500W之间的加热能力可以实现大约800W至1000W的热量回收。具有能效等级A的干燥过程利用该冷凝能力实现。然而，附加的换热器(未示出)被用于满足冷凝速度。因为附加的换热器的冷却能力小于800W，所以该附加的加热器非常小并且也可以例如在底组结构内或在门的区域内安置。任何已知的、合适结构的换热器可以被用于该附加的换热器。附加的换热器例如可以在冷换热器与暖换热器之间布置。然而，该附加的换热器还可以在处理空气通道内在滚筒的下游和在热泵的上游布置，并然后也例如用作为绒毛过滤器。

例如，氦可以作为自然的、环境友好的、不可燃的和无毒的气体在所述的热泵干衣机内使用。它获得了与已知的冷凝干衣机相同的除湿输出，同时维持了A级能效等级。

明显地，本发明并不限于所示的实施例。

因此，除了自由活塞振动系统以外，还可以使用例如根据如图2所示的α、β、γ基本形式的连接机构，其具有共用的连接机构K1、K2、K3。各连接机构可以在活塞缸体外部或在工作气体容腔内布置。活塞的斜角结构、尤其90°结构因此例如可以设有中央连接机构。

一方面，活塞的斜角结构使得空气传导由于换热器和再生器的位置而更加复杂，但是允许附加的换热器在底组结构内更加容易地布置。

如果热泵的尺寸设置成具有针对满载的干衣机的稳定操作的活塞频率，则在欠载的情况中获得稳定相或干燥是有问题的。为了避免这种情况，摩擦损失借助于连接机构的调速驱动被平衡，并且活塞频率针对非稳定操作以及具有部分负载的操作被调整。因此，热泵在不同的运行状态中在最佳的工作点运行。

例如，还可以使用用于使得活塞的位置在活塞壳体内固定的附加的弹簧(例如，机械弹簧或气动弹簧)。

处理空气风扇也可以在处理空气通道内的不同部位布置，例如直接在处理空气进入滚筒之前或在处理空气加热器上游的部位布置。

例如，氢也可以用作为环境友好的工作气体，以代替氦。

例如，家用电器可以被构造为独立式干衣机或洗衣干衣机或者例如形式为洗碗机。

附图标记列表

1 家用电器

2 衣物

3 处理空气通道

4 风扇

5 清洗滚筒

6 第一换热器、冷凝器

7 水分分离器

8 第二换热器、加热器

8A 第一分加热器

8B 第二分加热器

9 工作气体通道

10 用于工作气体的加热器

11 第一缸体

12 第一活塞

13 第一蓄热器、第一再生器

14 第二缸体

15 第二活塞

16 第二蓄热器、第二再生器

17 第一直线驱动器

18 第二直线驱动器

19 控制器

20 冷工作容腔

21 暖工作容腔

22 热工作容腔

23 滚筒干衣机

24 缸体

25 工作缸体

26 连接杆

27 弹簧元件

28 平面座

29 底组结构

V1 Vuilleumier热泵

V2 Vuilleumier热泵

Claims

1.一种家用电器(1；23)，其用于借助于处理气流而干燥湿物品(2)，其中所述处理气流可以在一处理空气通道(3)内传导，所述气流流经：

容纳所述物品(2)的处理室(5)；

冷却组件(6、7)，其中在所述处理气流通过所述处理室(5)之后，所述冷却组件使得所述处理气流(3)冷却和冷凝，所述冷却组件(6、7)包含第一换热器(6)，来自处理气流的热量可以借助于所述第一换热器被供至工作流体；并且在所述冷却组件下游连接有

加热组件，其中在所述处理气流流经所述处理室(5)之前，所述加热组件加热所述处理气流，所述加热组件(8)包含第二换热器(8；8A；8B)，来自所述工作流体的热量可以借助于所述第二换热器被供至所述处理气流，

其特征在于

所述工作流体在一热泵(V1；V2)内传导，所述热泵根据再生气体循环过程而操作，并且

在所述第一换热器(6)内，至少在处理空气入口附近在处理空气区域与工作流体区域之间的隔板的壁温是在50℃与80℃之间；并且

在所述第二换热器(8；8A、8B)内，至少在处理空气入口附近在处理空气区域与工作流体区域之间的隔板的壁温是在90℃与140℃之间。

2.根据权利要求1所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述再生气体循环过程包括Vuilleumier气体循环过程。

3.根据权利要求1或2所述的家用电器(1；23)，其特征在于，工作流体侧通道的长度分别是在100mm与150mm之间和/或相应的直径是在1.5mm与2.5mm之间。

4.根据权利要求1或2所述的家用电器(1；23)，其特征在于，换热器(6、8A、8B)的一个处理空气侧以及它的叶片被构造成，换热器(6、8A、8B)内的处理空气的流损失在工作点低于250Pa。

5.根据权利要求1或2所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述换热器(6、8A、8B)中的至少一个的工作流体侧具有用于输送工作流体的250至1500个通道。

6.根据权利要求1或2所述的家用电器(1；23)，其特征在于，可以产生180至230m³/h的处理空气体积流速。

7.根据权利要求1或2所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述处理室(5)的入口温度小于120℃，所述处理室(5)的出口温度为65℃至85℃。

8.根据权利要求1或2所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述热泵(V1；V2)包括至少两个移动活塞(12、15)，所述活塞的活塞直径是在75mm与200mm之间。

9.根据权利要求1或2所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述热泵(V1；V2)包括至少两个移动活塞(12、15)，所述活塞的活塞直径是在25mm与75mm之间。

10.根据权利要求1或2所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述热泵(V1；V2)包括至少两个移动活塞(12、15)，所述活塞的媒介压力是在20与75巴之间。

11.根据权利要求1或2所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述热泵(V1；V2)包括至少两个移动活塞(12、15)，所述活塞的行程频率相应地是在10Hz与15Hz之间。

12.根据权利要求1或2所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述热泵(V1；V2)包括至少两个再生器(13、16)，每个再生器的直径是在80mm与140mm之间，所述热泵(V1；V2)包括至少两个移动活塞(12、15)，其中所述移动活塞被构造为自由活塞振动系统的一部分，所述再生器与所述移动活塞并行连接。

13.根据权利要求12所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第一冷再生器(13)的长度是在20mm与60mm之间。

14.根据权利要求12所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第一冷再生器(13)的纤维的直径是在30μm与80μm之间。

15.根据权利要求12所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第二暖再生器(16)的长度是在60mm与150mm之间。

16.根据权利要求12所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第二暖再生器(16)的纤维的直径是在30μm与120μm之间。

17.根据权利要求12所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述热泵(V1；V2)的热工作容腔(22)的温度大小高于500℃。

18.根据权利要求12所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述移动活塞(12、15)经由弹簧元件(27)相连，其中所述弹簧元件的弹簧常数是在3N/mm与15N/mm之间。

19.根据权利要求18所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第一冷移动活塞(12)的重量是在3kg与6kg之间。

20.根据权利要求18所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第二热移动活塞(15)的重量是在1kg与2kg之间。

21.根据权利要求18所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第一冷移动活塞(12)包括凹部，其中所述凹部用于至少部分地接收在工作容腔(21)内固定布置的工作缸体(25)，根据所述冷移动活塞(12)的行程，所述工作缸体(25)沉入到所述凹部中。

22.根据权利要求21所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述工作缸体(25)为圆柱形的基本形状，其直径是在25mm与75mm之间。

23.根据权利要求1或2所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述家用电器包括在所述家用电器的门内安置的附加的换热器。

24.根据权利要求1所述的家用电器(1；23)，其特征在于，在所述第一换热器(6)内，至少在处理空气入口附近在处理空气区域与工作流体区域之间的隔板的壁温是大约70℃。

25.根据权利要求1所述的家用电器(1；23)，其特征在于，在所述第二换热器(8；8A、8B)内，至少在处理空气入口附近在处理空气区域与工作流体区域之间的隔板的壁温是在110℃与130℃之间。

26.根据权利要求5所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述换热器(6、8A、8B)中的至少一个的工作流体侧具有用于输送工作流体的500至1000个通道。

27.根据权利要求7所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述处理室(5)的入口温度小于120℃，所述处理室(5)的出口温度为大约75℃。

28.根据权利要求8所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述热泵(V1；V2)包括至少两个移动活塞(12、15)，所述活塞的活塞直径是在100mm与150mm之间。

29.根据权利要求9所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述热泵(V1；V2)包括至少两个移动活塞(12、15)，所述活塞的活塞直径是在30mm与50mm之间。

30.根据权利要求10所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述热泵(V1；V2)包括至少两个移动活塞(12、15)，所述活塞的媒介压力是在30与50巴之间。

31.根据权利要求13所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第一冷再生器(13)的长度是在30mm与50mm之间。

32.根据权利要求14所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第一冷再生器(13)的纤维的直径是在40μm与70μm之间。

33.根据权利要求15所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第二暖再生器(16)的长度是在80mm与120mm之间。

34.根据权利要求16所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第二暖再生器(16)的纤维的直径是在50μm与100μm之间。

35.根据权利要求18所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述移动活塞(12、15)经由弹簧元件(27)相连，其中所述弹簧元件的弹簧常数是在6N/mm与7N/mm之间。

36.根据权利要求19所述的家用电器(1；23)，其特征在于，第一冷移动活塞(12)的重量是在4kg与5kg之间。

37.根据权利要求22所述的家用电器(1；23)，其特征在于，所述工作缸体(25)圆柱形的直径是在40mm与50mm之间。