CN102505439B - 一种干衣方法及干衣机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干衣方法及干衣机，干衣机干衣过程中，通过控制系统分别在N个设定时间段内检测干衣后出风温度的变化率ΔT，判断该时间段内出风温度的变化率ΔT是否达到该时间段内设定值ΔTi，i＝1、2…N，若至少有两个设定时间段内的出风温度变化率ΔT满足条件，则表明衣物干燥完毕，加热装置停止工作。加热装置停止工作后，干衣程序继续运行，直到检测的进出风温度低于设定温度时，干衣程序结束。干衣过程中，利用与衣物热交换后冷凝降温除湿前的湿热空气的热量，与冷凝除湿后的空气热交换，冷凝除湿后的空气预热后再加热，通入衣物中干燥衣物。本发明干衣机及干衣方法利用余热，节省了电能及时间，提高了干衣效率，干衣方法判断准确。

Description

一种干衣方法及干衣机

技术领域

本发明涉及一种干衣机，尤其是一种具有利用余热节约电能且干衣结束判断准确的干衣方法的干衣机。

背景技术

在用于衣物干燥机或者洗衣干衣机的干衣机构中，生成加热空气的装置大多采用通过加热器来加热空气的加热方式。现有电热式干衣机一般采用加热丝或加热管作为热源，此类产品能耗高，烘干时间长且安全性差。为了降低能耗，开发出了热泵式干衣机，使用热泵系统，加强对热量的循环利用，提高热量的利用效率，降低电能的消耗。

热泵式衣物干燥装置中设置有如下的空气循环通道：由热泵循环系统中的冷凝器进行过加热的加热空气被送入装有衣物的干燥室内，从衣物中夺取了水分的吸湿空气被送回到蒸发器处进行除湿，除湿后的空气再次由冷凝器加热，并送入干燥室中。

虽然这些热泵干衣机的能耗有所降低，但是干衣速度方面，没有提高，干衣过程所需时间仍然较长，一般烘干7-8KG衣物需要2-3个小时。为了短时间内除去衣物中的水分，人们采取各种方式来实现这一目的，干衣机所采用的方法是升高温度，加强表面空气流通，增大热交换面积。尽管使用这些方法，但干衣过程的能耗和时间依然居高不下。且在高温下烘干衣物，对织物本身有破坏，并容易产生皱褶和缩水。

申请号为200610153406.9的中国专利公开了一种能够使产生在干燥室与热泵之间循环的干衣空气的热泵实现稳定操作的衣物干燥装置。其中，由热泵中的加热器进行过加热的空气送入作为干燥室的盛水桶中，从盛水桶排出的空气穿过过滤器单元后回到热泵，由吸热器除湿之后再送至加热器，形成空气循环通道。过滤器单元中设有线屑过滤器，并且设有与空气排出口及空气导入口相连通的管道。

无论是电热式干衣机还是热泵干衣机，其判定干衣结束或是通过检测进出风温度的变化率，或者是滚筒内的温度变化率，再或者大多利用干湿布的阻值变化进行判断，检测并不精确。

现有利用冷空气作为冷却介质的冷凝型热交换器应用到干衣机中或洗干一体机中，一般采用金属薄片经过焊接工艺构成烘干风道和交错的冷凝风道，这种冷凝器加工工艺较复杂，不能随意根据洗衣机结构进行加工制造，成本较高。

冷凝方式主要有两种，其一是利用外界冷空气将干衣产生高温高湿空气经交换成为低温低湿的空气后循环再利用，其二是将干衣产生高温高湿与外界进入冷空气热交换变为低温低湿空气排除，而将交换后有被预热的外来空气送入内部循环。其弊端是前者需要的外界冷却空气量大，从湿热空气中带走的热量多，重新进入烘干循环的空气再加热需要的能量多。后者弊端是烘干空气在排出到外界的过程中，湿空气中的水汽不能被彻底冷凝出来，仍有大量的水汽进入环境影响环境的舒适度。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种干衣判断精确、冷凝方式简单且节约电能的干衣方法。

本发明的另一目的在于提供一种具有上述方法的干衣机。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种干衣方法，干衣过程中，通过控制系统分别在N个设定时间段内检测干衣后出风温度的变化率ΔT，判断该时间段内出风温度的变化率ΔT是否达到该时间段内设定值ΔTi，i＝1、2…N，若至少有两个设定时间段内的出风温度变化率ΔT满足条件，则表明衣物干燥完毕，加热装置停止工作。

干衣过程中，加热后的热空气与衣物热交换，热交换后的湿热空气通过塑料薄膜的外界风冷式冷凝器降温除湿。

冷凝器内部具有两组方向不同互不相通的冷凝风道和外界空气风道，由冷凝风道上端通入湿热空气，下端排出冷凝后的空气和冷凝水，通过冷凝风机将外界空气送入外界空气风道将冷凝风道内的湿热空气冷凝除湿。

干衣开始持续的一段设定时间T1内，与衣物热交换后的空气湿度较小，冷凝风机不开启，超过设定时间T1阶段时，干衣的空气温度高，衣物中大量水气蒸发形成湿度较高的湿热空气，此时冷凝风机开启，将外界空气送入外界空气风道，与冷凝风道内的湿热空气热交换将湿热空气中水气冷凝。

干衣过程中，利用与衣物热交换后冷凝降温除湿前的湿热空气的热量，与冷凝除湿后的空气热交换，冷凝除湿后的空气预热后再加热，通入衣物中干燥衣物。

加热装置停止工作后，干衣程序继续运行，直到检测的进出风温度低于设定温度时，干衣程序结束。

本发明具有上述干衣方法的干衣机，包括盛衣桶、出风口、过滤器、烘干风机、加热装置及进风口，还包括集水盒，所述的出风口与冷凝器连通，冷凝器与集水盒连通，集水盒与进风口连通，过滤器设于出风口与冷凝器之间，烘干风机和加热装置依次设于集水盒与进风口之间。

所述的集水盒通过排水泵与外部连通，集水盒内设有控制排水泵开启的水位感应开关。

所述的冷凝器内部包括两组方向不同互不相通的风道，每组风道由多个空气腔构成，两组风道的空气腔依次交错间隔，同一组风道的每两个相邻近的空气腔之间为另一组风道的一空气腔，彼此由塑料薄膜壁间隔构成。

其中，所述的塑料薄膜厚度在0.05～1.5mm之间。

优选的，所述的塑料薄膜厚度在0.08～0.8mm之间；更优选的，所述的塑料薄膜厚度在0.1～0.5mm之间。

所述的过滤器由至少两层过滤网构成，距离出风口较近的一层过滤网可拆卸。

所述的过滤器与冷凝器之间和集水盒与烘干风机之间设有同一余热回收装置，余热回收装置内部设有两组气流风路，分别为湿热空气风路和余热回收风路，两组气流风路构成热交换结构，湿热空气风路连通过滤器与冷凝器，余热回收风路连通集水盒与烘干风机。

所述的余热回收装置包括一外壳和设于外壳内的换热器，湿热空气风路和余热回收风路双向交叉对流的设于换热器内，对应两组风路外壳上部分别设有湿热空气风路进风口和余热回收风路出风口、下部设有湿热空气风路出风口和余热回收风路进风口，热空气风路进、出风口和余热回收风路进、出风口均对角设置。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明针对外界空气风冷采用塑料薄膜材料的冷凝器，热交换效率高，以塑料薄膜作为冷凝器材料，制造工艺更为简单；更容易根据干衣机或用于洗干一体机的不同干衣功率，组合制造安装；使用该冷凝器的干衣机或洗干一体机重量更轻便于运输，且成本更低。

本发明干衣机中，利用一气流风路中已经经过冷凝器冷凝后的空气对刚从干衣机盛衣桶中出来的另一气流风路中的湿热空气进行预冷，且自身吸收热量温度升高进行余热，降低了经过干衣机加热装置再加热到烘干温度的能量损耗，提高了干衣效率，节省了电能；同时余热回收装置的预冷功能也可以减少外界冷凝空气的流量，降低了噪音。

本发明干衣机所采用的干衣控制方法，通过控制系统判断在各时间段内出风温度的变化率是否达到设定值，若至少有两个设定时间段内的出风温度变化率满足条件，则判断衣物干燥完毕，加热装置停止工作，该方法判断精确，减少了干衣时间，相对节约了电能。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1是本发明实施例一所述的冷凝器风路流通示意图；

图2是本发明实施例一所述的干衣机循环干衣系统示意图；

图3是本发明所述的冷凝器结构示意图；

图4是图3的A向断面示意图；

图5是本发明实施例二所述的冷凝器风路流通示意图；

图6是本发明实施例二所述的余热回收装置换热器结构示意图；

图7是本发明实施例二所述的干衣机循环干衣系统示意图。

具体实施方式

本发明所述的干衣方法，干衣过程中，通过控制系统分别在N个设定时间段内检测干衣后出风温度的变化率ΔT，判断该时间段内出风温度的变化率ΔT是否达到该时间段内设定值ΔTi，i＝1、2…N，若至少有两个设定时间段内的出风温度变化率ΔT满足条件，则表明衣物干燥完毕，加热装置停止工作。加热装置停止工作后，干衣程序继续运行，直到检测的进出风温度低于设定温度时，干衣程序结束。

干衣过程中，加热后的热空气与衣物热交换，热交换后的湿热空气通过塑料薄膜的外界风冷式冷凝器降温除湿。冷凝器内部具有两组方向不同互不相通的冷凝风道和外界空气风道，由冷凝风道上端通入湿热空气，下端排出冷凝后的空气和冷凝水，通过冷凝风机将外界空气送入外界空气风道将冷凝风道内的湿热空气冷凝除湿。

干衣开始持续的一段设定时间T1内，与衣物热交换后的空气湿度较小，冷凝风机不开启，超过设定时间T1阶段时，干衣的空气温度高，衣物中大量水气蒸发形成湿度较高的湿热空气，此时冷凝风机开启，将外界空气送入外界空气风道，与冷凝风道内的湿热空气热交换将湿热空气中水气冷凝。

干衣过程中，利用与衣物热交换后冷凝降温除湿前的湿热空气的热量，与冷凝除湿后的空气热交换，冷凝除湿后的空气预热后再加热，通入衣物中干燥衣物。

具体的，干衣过程控制方式为：干衣开始，烘干风机以规定转速工作，驱动烘干空气沿烘干路线流动，如依次经烘干风机、加热装置、盛衣桶、过滤器、冷凝器、烘干风机，重复循环。程序判断烘干风机运转后，控制电路闭合加热装置如加热丝/管电源，加热装置开始加热工作。加热装置周边布置多个温度传感器和温度保护器，当温度传感器感知加热装置空气温度达到规定上限时，加热装置电源断开，停止加热，防止局部温度超标，引起火灾和妨害设备人身安全。加热装置的工作，使烘干空气的温度逐渐升高，随空气的循环，盛衣桶内的衣物和水分温度升高，水分蒸发为水气进入空气循环，进入冷凝器。开始阶段，循环系统的温度较低，衣物水分蒸发慢，循环空气进入冷凝器后，在冷凝风机驱动外部空气与内部空气发生的热交换过程，热量发生了交换，内部湿热空气温度降低，但因内部湿热空气湿度小，凝露点低，水分析出的速度较慢，所以为减小能量损失，烘干开始到持续时间t阶段，冷凝风机不开启，当到达设定时间阶段时，盛衣桶内部空气温度高，衣物中大量水气蒸发，此时冷凝风机开启将水气冷凝。当集水盒内水位感应开关感知水位达到预设定的位置时，排水泵开启，将冷凝水排出。实验表明，开始阶段冷凝风机不开启会使温度快速上升，烘干时间和耗电量都会小于烘干开始冷凝风机立即工作的设置。烘干阶段，在温度传感器等控制下，烘干进风温度在设定的范围内，根据不同衣物的烘干，进风温度范围控制在60-130℃。出风温度随内部衣物的干燥程度缓慢上升。当控制系统检测出风温度的变化率ΔT，出风温度满足10分钟内变化ΔT1，15分钟内变化ΔT2，20分钟内变化ΔT3中的2个条件时，表明衣物干燥完毕，加热装置停止工作。此时干燥完成，但内部衣物温度较高，开启门锁会因高温烫伤人体，所以烘干风机和冷凝风机，盛衣桶会持续工作到进出风温度低于设定温度T3，烘干风机，冷凝风机关闭，盛衣桶才能停止运转，排水泵将冷凝水排出洗衣机，整个烘干程序结束。

上述干衣机的干衣方法中，可以在干衣机中设有一余热回收装置，出风先经过余热回收装置、冷凝器、集水盒后，再通过余热回收装置进入加热装置加热，具体如下面的实施例二所示。

实施例一

如图1和图2所示，本发明所述的干衣机，包括盛衣桶2、出风口、过滤器3、冷凝器1、集水盒4、烘干风机5、加热装置6及进风口，所述的出风口与冷凝器1连通，冷凝器1与集水盒4连通，集水盒4与进风口连通，过滤器3设于出风口与冷凝器1之间，烘干风机5和加热装置6依次设于集水盒4与进风口之间(出风口及进风口在图中均未示出)。所述的集水盒4通过排水泵41与外部连通，集水盒4内设有控制排水泵41开启的水位感应开关42。

其中盛衣桶2、出风口、过滤器3、烘干风机5、加热装置6及进风口均可以采用现有设计，出风口和进风口是指盛衣桶的出风口和进风口，加热装置6一般采用加热管或加热丝，也能够采用加热盘。

如图3和图4所示，本发明所述的冷凝器，安装于干衣机或者是具有干衣功能的洗衣机内。所述的冷凝器1由塑料薄膜构成，为外界空气风冷式冷凝器，内部包括两组方向不同互不相通的风道11、12，每组风道由多个空气腔构成，两组风道11、12的空气腔13、14依次交错间隔，同一组风道的每两个相邻近的空气腔之间为另一组风道的一空气腔，彼此由塑料薄膜壁间隔构成。

所述的两组风道11、12分别为冷凝风道11和外界空气风道12，外界空气风道12一端设有冷凝风机15(参阅图1)，另一端直通外界，冷凝风道11一端通入湿热空气，另一端排出冷凝后的空气和冷凝水。冷凝风道11由空气腔13构成，外界空气风道12由空气腔14构成，冷凝风道11两相邻近的空气腔13之间为外界空气风道12的一空气腔14。为不使冷凝水附着在空气腔壁上形成热阻，降低冷凝效率，所述的冷凝风道11内的湿热空气的流动方向为自上而下流动。优选的，外界空气风道12内的外界空气横向流动。

其中，所述的塑料薄膜厚度L在0.05～1.5mm之间；优选的，所述的塑料薄膜厚度在0.08～0.8mm之间；更优选的，所述的塑料薄膜厚度在0.1～0.5mm之间。本实施例采用0.1mm的塑料薄膜。所述空气腔截面形状不局限于矩形、圆形、椭圆型，还可以空气腔壁设有利于冷凝水落下的各种波纹形状，或是上述任意形状的组合。

本发明所述的塑料薄膜为耐高温的塑料薄膜，例如，可以达到150℃不变形的聚酰亚胺薄膜。本实施例所述的塑料薄膜采用热变形温度为80-100℃的聚乙烯薄膜。

如图2所示，烘干进行时，从盛衣桶2出风口吹出的湿热空气沿管路进入冷凝器1的冷凝风道11内，在冷凝器1中，沿冷凝器1的外界空气风道12进入的外界空气与冷凝风道11内的湿热空气产生热交换，冷凝风道11内的湿热空气温度降低，相对湿度升高，分布在空气腔壁周边的局部空气达到饱和状态，空气中的水蒸气析出，沿空气腔壁流入集水盒4；当水位感应开关42感知水位达到预设定的位置时，排水泵41开启，将冷凝水排出；经过冷凝的低热低湿空气经过集水盒4，由烘干风机5送入加热装置6加热后重新通过进风口进入盛衣桶2内。

实施例二

如图5至图7所示，本发明在实施例一的基础上增加了余热回收装置7，该余热回收装置7设于过滤器3与冷凝器1之间，同时也设于集水盒4与烘干风机5之间，余热回收装置7内部设有两组气流风路，分别为湿热空气风路71和余热回收风路72，两组气流风路构成热交换结构，湿热空气风路71连通过滤器3与冷凝器1，余热回收风路72连通集水盒4与烘干风机5，湿热空气由盛衣桶2的出风口出来后依次通过余热回收装置7的湿热空气风路71、冷凝器1、集水盒4，再通过余热回收装置7的余热回收风路72完成余热回收。

具体的，所述的余热回收装置7包括一外壳70和设于外壳内的换热器73，湿热空气风路71和余热回收风路72双向交叉对流的设于换热器73内，对应两组风路外壳70上部设有湿热空气风路进风口74和余热回收风路出风口75、下部设有湿热空气风路出风口76和余热回收风路进风口77，热空气风路进风口74、出风口76和余热回收风路进风口77、出风口75均对角设置。

所述的换热器73内部由两组热交换片分别构成湿热空气风路和余热回收风路，每组热交换片构成多个同方向的气流通道，同一组两相邻的气流通道之间设有另一组的一气流通道，两组热交换片构成的气流通道彼此间隔设置，形成双向交叉对流的热交换结构。

或者，如图6所示，换热器73内部由多个平行的隔板构成，两相邻隔板之间设有气流通道78、79，将气流通道两进风口方向依次间隔封堵形成两个交叉隔离的风路。或者在一整体结构内部间隔穿凿两组双向交叉方向的气流通道78、79。再或者，换热器73也可采用现有的板面间隔的间壁式换热器。

如图7所示，烘干进行时，从盛衣桶2出风口吹出的湿热空气沿由余热回收装置的湿热空气风路进风口74进入湿热空气风路71，从湿热空气风路出风口76处排出进入冷凝器1的冷凝风道11内，在冷凝器1中，沿冷凝器1的外界空气风道12进入的外界空气与冷凝风道11内的湿热空气产生热交换，冷凝风道11内的湿热空气温度降低，相对湿度升高，分布在空气腔壁周边的局部空气达到饱和状态，空气中的水蒸气析出，沿空气腔壁流入集水盒4；当水位感应开关42感知水位达到预设定的位置时，排水泵41开启，将冷凝水排出；经过冷凝的低热低湿空气经过集水盒4，回到余热回收装置的余热回收风路进风口77，进入余热回收风路72；由于经过冷凝的空气在失去水分的同时，温度也会降低，回到余热回收装置的相对低温空气与湿热空气风路71的湿热空气又产生了一次冷热交换，结果使将要进入冷凝器1的湿热空气温度提前预冷降低，经过余热回收装置7的干燥空气在加热装置6重新加热前温度升高，形成预热，因此，重新进入烘干循环的空气再加热需要的能量也减少，降低了能量消耗和大流量冷凝空气产生的噪音。

在上述实施例的基础上，为了避免线屑堵塞冷凝器1或余热回收装置7，更好的过滤线屑，所述的过滤器3由至少两层过滤网构成，距离出风口较近的一层过滤网可拆卸以便于清洗。

本发明针对外界空气风冷采用塑料薄膜材料的冷凝器，热交换效率高，以塑料薄膜作为冷凝器材料，制造工艺更为简单；更容易根据干衣机或用于洗干一体机的不同干衣功率，组合制造安装；使用该冷凝器的干衣机或洗干一体机重量更轻便于运输，且成本更低。

上述实施例并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种干衣方法，其特征在于：干衣过程中，通过控制系统分别在N个设定时间段内检测干衣后出风温度的变化率ΔT，判断该时间段内出风温度的变化率ΔT是否达到该时间段内设定值ΔTi，i＝1、2…N，若至少有两个设定时间段内的出风温度变化率ΔT满足条件，则表明衣物干燥完毕，加热装置停止工作；加热后的热空气与衣物热交换，热交换后的湿热空气通过塑料薄膜的外界风冷式冷凝器降温除湿；冷凝器内部具有两组方向不同互不相通的冷凝风道和外界空气风道，由冷凝风道上端通入湿热空气，下端排出冷凝后的空气和冷凝水，通过冷凝风机将外界空气送入外界空气风道将冷凝风道内的湿热空气冷凝除湿。

2.根据权利要求1所述的一种干衣方法，其特征在于：干衣开始持续的一段设定时间T1内，与衣物热交换后的空气湿度较小，冷凝风机不开启，超过设定时间T1阶段时，干衣的空气温度高，衣物中大量水气蒸发形成湿度较高的湿热空气，此时冷凝风机开启，将外界空气送入外界空气风道，与冷凝风道内的湿热空气热交换将湿热空气中水气冷凝。

3.根据权利要求1所述的一种干衣方法，其特征在于：干衣过程中，利用与衣物热交换后冷凝降温除湿前的湿热空气的热量，与冷凝除湿后的空气热交换，冷凝除湿后的空气预热后再加热，通入衣物中干燥衣物。

4.一种使用如权利要求1-3任一所述干衣方法的干衣机，包括盛衣桶、出风口、过滤器、烘干风机、加热装置及进风口，其特征在于：还包括集水盒，所述的出风口与冷凝器连通，冷凝器与集水盒连通，集水盒与进风口连通，过滤器设于出风口与冷凝器之间，烘干风机和加热装置依次设于集水盒与进风口之间。

5.根据权利要求4所述的干衣机，其特征在于：所述的集水盒通过排水泵与外部连通，集水盒内设有控制排水泵开启的水位感应开关。

6.根据权利要求4所述的干衣机，其特征在于：所述的冷凝器内部包括两组方向不同互不相通的风道，每组风道由多个空气腔构成，两组风道的空气腔依次交错间隔，同一组风道的每两个相邻近的空气腔之间为另一组风道的一空气腔，彼此由塑料薄膜壁间隔构成。

7.根据权利要求4-6任一所述的干衣机，其特征在于：所述的过滤器与冷凝器之间和集水盒与烘干风机之间设有同一余热回收装置，余热回收装置内部设有两组气流风路，分别为湿热空气风路和余热回收风路，两组气流风路构成热交换结构，湿热空气风路连通过滤器与冷凝器，余热回收风路连通集水盒与烘干风机。

8.根据权利要求7所述的干衣机，其特征在于：所述的余热回收装置包括一外壳和设于外壳内的换热器，湿热空气风路和余热回收风路双向交叉对流的设于换热器内，对应两组风路外壳上部分别设有湿热空气风路进风口和余热回收风路出风口、下部设有湿热空气风路出风口和余热回收风路进风口，热空气风路进、出风口和余热回收风路进、出风口均对角设置。