CN102517857B - 一种具有余热回收功能的干衣冷凝用热交换系统及干衣机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有余热回收功能的干衣冷凝用热交换系统及干衣机，热交换系统，包括余热回收装置、冷凝器和集水盒，所述的余热回收装置包括两组气流风路，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，湿热空气依次通过余热回收装置的湿热空气风路、冷凝器、集水盒，再通过余热回收装置的余热回收风路完成余热回收。本发明干衣机出风口通过出风风道与余热回收装置的湿热空气风路连通，依次通过冷凝器、集水盒，再通过余热回收装置的余热回收风路完成余热回收后再通过进风风道与进风口连通，过滤器设于出风风道内，烘干风机、加热装置设于进风风道内。本发明利用余热，节省了电能及时间，提高了干衣效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种干衣机及干衣系统，尤其是一种具有余热回收功能的干衣冷凝用热交换系统及干衣机。
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。
现有干衣机干衣循环系统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，主要有两种利用方式，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，提供一种在干衣过程中利用与衣物热交换后的潮湿热空气的余热初步预热经冷凝后的干燥空气再加热，以提高干衣效率、节省电能和时间的干衣冷凝用热交换系统。
本发明的另一目的在于提供一种具有干衣冷凝用热交换系统的干衣机。
本发明的再一目的在于提供一种干衣机的利用余热的干衣方法。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种具有余热回收功能的干衣冷凝用热交换系统，包括余热回收装置、冷凝器和集水盒，所述的余热回收装置包括两组气流风路，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，湿热空气依次通过余热回收装置的湿热空气风路、冷凝器、集水盒，再通过余热回收装置的余热回收风路完成余热回收。
所述的余热回收装置包括一外壳和设于外壳内的热交换器，热交换器内分别设有双向交叉对流的湿热空气风路和余热回收风路，对应两组风路外壳上部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。
所述的热交换器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。
所述的冷凝器为外界空气风冷冷凝器，包括冷凝散热器和冷凝风机，冷凝散热器包括两组风道，一组风道一端对应冷凝风机，另一端直通外界，另一组风道一端与余热回收装置连通，另一端与集水盒连通。
所述的两组风道由多个彼此间隔的两个方向的空气腔构成，同一组风道的每两个相邻近的空气腔之间构成的多个空气腔组成另一组风道。
所述的一端与余热回收装置连通，另一端与集水盒连通的风道垂直设置，与集水盒连通的管路倾斜或垂直设置。
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。
本发明所述的干衣机，包括循环干衣系统，所述的循环干衣系统包括盛衣桶、出风口、过滤器、热交换系统、烘干风机、加热装置及进风口，所述的出风口通过出风风道与余热回收装置的湿热空气风路连通，依次通过冷凝器、集水盒，再通过余热回收装置的余热回收风路完成余热回收后再通过进风风道与进风口连通，过滤器设于出风风道内，烘干风机、加热装置设于进风风道内。
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。
本发明所述干衣机的干衣方法，在干衣过程中，热空气与衣物热交换后的潮湿热空气，先经过余热回收装置初步冷凝，再通过冷凝器完全冷凝得到干燥空气，然后通过余热回收装置与潮湿热空气热交换进行初步预热，此时潮湿热空气也完成初步冷凝，最后由烘干风机将初步预热的干燥空气送入加热装置加热，加热后的热空气与衣物热交换。
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。
本发明所述的热交换系统干衣机的干衣用冷凝器，包括余热回收装置、冷凝器和集水盒，余热回收装置包括两组气流风路，用于本发明干衣机中，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。
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是本发明所述的热交换系统结构示意图；
图2是本发明所述的热交换器风路流通示意图；
图3是本发明所述的热交换器结构示意图；
图4是本发明所述的冷凝散热器结构示意图；
图5是图4的A向断面示意图；
图6是本发明所述的干衣机循环干衣系统示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明所述的一种具有余热回收功能的干衣冷凝用热交换系统，包括余热回收装置1、冷凝器2和集水盒3，所述的余热回收装置1包括两组气流风路，分别为湿热空气风路11和余热回收风路12，两组气流风路构成热交换结构，湿热空气依次通过余热回收装置的湿热空气风路11、冷凝器2、集水盒3，再通过余热回收装置的余热回收风路12完成余热回收。
具体的，所述的余热回收装置包括一外壳10和设于外壳内的热交换器13，湿热空气风路11和余热回收风路12双向交叉对流的设于热交换器13内，对应两组风路外壳10上部设有湿热空气风路进风口14和余热回收风路出风口15、下部设有湿热空气风路出风口16和余热回收风路进风口17，热空气风路进风口14、出风口16和余热回收风路进风口17、出风口15均对角设置。
所述的热交换器13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3所示，热交换器13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18、19，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18、19。
再或者，热交换器13也可采用现有的板面间隔的间壁式换热器。
为了降低成本，所述的余热回收装置可以使用导热性能良好的塑料板加工制造，优选的，外壳与热交换片构成湿热空气风路的最外侧气流通道，余热回收风路的各气流通道夹设在湿热空气风路的气流通道之间。
如图2至图5所示，本发明所述的冷凝器2为外界空气风冷冷凝器，包括冷凝散热器21和冷凝风机22，冷凝散热器21包括两组风道23、24，一组风道23一端对应冷凝风机22，另一端直通外界，另一组风道24一端与余热回收装置1连通，另一端与集水盒3连通。所述的两组风道23、24由多个彼此间隔的两个方向的空气腔构成，同一组风道的每两个相邻近的空气腔之间构成的多个空气腔组成另一组风道。具体为，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，两组风道的空气腔彼此交错间隔。为不使冷凝水附着在空气腔壁上形成热阻，降低冷凝效率，所述的一端与余热回收装置1连通，另一端与集水盒3连通的风道24垂直设置，与集水盒连通的管路倾斜或垂直设置，冷凝水可以快速沿薄壁流入集水盒。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。
如图2所示，所述的集水盒3通过排水泵31与外部连通，集水盒3内设有控制排水泵开启的水位感应开关32。
如图6所示，本发明所述的干衣机，包括循环干衣系统，所述的循环干衣系统包括盛衣桶4、出风口、过滤器5、热交换系统、烘干风机6、加热装置7及进风口，所述的出风口通过出风风道与余热回收装置的湿热空气风路连通，依次通过冷凝器、集水盒，再通过余热回收装置的余热回收风路完成余热回收后再通过进风风道与进风口连通，过滤器5设于出风风道内，烘干风机6、加热装置7设于进风风道内。其中盛衣桶4、出风口、过滤器5、烘干风机6、加热装置7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7一般采用加热管或加热丝，也能够采用加热盘。
为了避免线屑堵塞余热回收装置，更好的过滤线屑，所述的过滤器5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。
烘干进行时，从盛衣桶4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14进入湿热空气风路11，从湿热空气风路出风口16处排出进入冷凝散热器21的风道24内，在冷凝散热器21中，沿冷凝散热器21的风道23进入的外界空气与风道24内的湿热空气产生热交换，风道24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3；当水位感应开关32感知水位达到预设定的位置时，排水泵31开启，将冷凝水排出；经过冷凝的低热低湿空气经过集水盒3，回到余热回收装置的余热回收风路进风口17，进入余热回收风路12；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11的湿热空气又产生了一次冷热交换，结果使将要进入冷凝散热器21的湿热空气温度提前预冷降低，经过余热回收装置1的干燥空气在加热装置7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。
本发明所述的热交换系统不仅可以用于干衣机，还可以用于具有烘干功能的洗衣机中。
本发明所述的热交换系统干衣机的干衣用冷凝器，包括余热回收装置、冷凝器和集水盒，余热回收装置包括两组气流风路，用于本发明干衣机中，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。
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)
1.一种具有余热回收功能的干衣冷凝用热交换系统，包括余热回收装置、冷凝器和集水盒，其特征在于：所述的余热回收装置包括两组气流风路，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，所述的冷凝器为外界空气风冷冷凝器，包括冷凝散热器和冷凝风机，冷凝散热器包括两组风道，一组风道一端对应冷凝风机，另一端直通外界，另一组风道垂直设置，一端与余热回收装置连通，另一端与集水盒连通，与集水盒连通的管路倾斜或垂直设置，湿热空气通过余热回收装置的湿热空气风路自上而下进入冷凝散热器的一组风道内，冷凝后的空气与冷凝水一起进入集水盒，冷凝水被集水盒收集，冷凝后的空气通过集水盒再次进入余热回收装置的余热回收风路完成余热回收。
2.根据权利要求1所述的一种具有余热回收功能的干衣冷凝用热交换系统，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热交换器，热交换器内分别设有双向交叉对流的湿热空气风路和余热回收风路，对应两组风路外壳上部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。
3.根据权利要求2所述的一种具有余热回收功能的干衣冷凝用热交换系统，其特征在于：所述的热交换器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。
4.根据权利要求1所述的一种具有余热回收功能的干衣冷凝用热交换系统，其特征在于：所述的两组风道由多个彼此间隔的两个方向的空气腔构成，同一组风道的每两个相邻近的空气腔之间构成的多个空气腔组成另一组风道。
5.根据权利要求1所述的一种具有余热回收功能的干衣冷凝用热交换系统，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。
6.一种具有如权利要求1-5任一所述热交换系统的干衣机，包括循环干衣系统，其特征在于：所述的循环干衣系统包括盛衣桶、出风口、过滤器、热交换系统、烘干风机、加热装置及进风口，所述的出风口通过出风风道与余热回收装置的湿热空气风路连通，依次通过冷凝器、集水盒，再通过余热回收装置的余热回收风路完成余热回收后再通过进风风道与进风口连通，过滤器设于出风风道内，烘干风机、加热装置设于进风风道内。
7.根据权利要求6所述的干衣机，其特征在于：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。
8.一种如权利要求6-7任一所述干衣机的干衣方法，其特征在于：干衣过程中，热空气与衣物热交换后的潮湿热空气，先经过余热回收装置初步冷凝，再通过冷凝器完全冷凝得到干燥空气，然后通过余热回收装置与潮湿热空气热交换进行初步预热，此时潮湿热空气也完成初步冷凝，最后由烘干风机将初步预热的干燥空气送入加热装置加热，加热后的热空气与衣物热交换。
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