CN103820980B - 一种干衣机及其烘干方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干衣机及其烘干方法。其中，干衣机上设置的冷凝器的进气端与干燥筒的排气端相连接，冷凝器的排气端与干燥筒的进气端相连接，冷凝器与干燥筒的排气端之间的管道上设置有空气压缩机，在冷凝器排气端与干燥筒的进气端之间的管道上设置有加热丝，在冷凝器排气端与加热丝之间还设置有待加热管，并且所述的冷凝器设置在待加热管的内部。通过本发明，解决了现有技术中干衣机在降低能耗时会造成烘干时间延长的问题，进而达到了降低干衣机功耗和烘干时间的效果。

Description

一种干衣机及其烘干方法
技术领域
本发明涉及洗衣机领域的一种干衣机及其烘干方法。
背景技术
现有的干衣机按照热源方式分为利用加热管进行加热烘干和利用热泵吸收出筒内湿热空气的余热进行烘干两种方式，加热管烘干又分为直排式、水冷凝方式和空气冷凝方式，图1是根据现有技术的热泵烘干滚筒式干衣机的结构图，如图1所示，现有技术中干衣机的结构为：外壳内设有旋转筒，旋转筒的前面设有衣物投入口，并可打开/关闭。外壳内设有空气循环通道，该空气循环通道包括，干燥筒、线屑过滤器、热泵机构，送风机及连接管道等。热泵机构包括压缩机，蒸发器、冷凝器、节流装置、制冷剂和控制装置等。在送风机的作用下，烘干风路中空气的流动为：冷凝器的冷凝温度大约65℃，经过热泵机构的空气被冷凝器加热后，形成约60℃干燥风，通过连接风路由干燥筒后部进入。干燥筒内的衣物，水分与干燥热空气产生热交换，水分吸收热量变成蒸汽加入空气中进入风路循环通道，此时空气变为湿热空气，湿热空气在出筒时的温度大约45℃。由于过程中会有线屑随风吹出，进入热泵系统，会阻塞在蒸发器的翅片中，故在干燥筒与热泵系统间安装有线屑过滤机构。湿热空气进入热泵系统，与蒸发器的翅片大面积接触，蒸发器的蒸发温度大约15℃，热量传递到蒸发器中的制冷剂中。空气温度降低达到饱和状态，水蒸汽析出变为冷凝水，流入蒸发器下的储水及排水装置。此时的空气变为温度相对低的干燥空气。因为热泵的系统的热量传输作用，被蒸发器吸收的热量转移到冷凝器中，冷凝器放出的热量还包括驱动热泵电机的输入电力能量。温度相对低的干燥空气经过冷凝器再加热过程，通过连接风道，重新进入干燥筒。开始新的干燥循环。热泵系统存在蒸发器和冷凝器中存在两个有温差的热交换过程。
查询压焓图各状态点的焓值为：
其中h4=h3；p1=p4；p2=p3；
制冷系数为：ε0=（h1-h4）/（h2-h1）=3.75；
卡诺循环制冷系数为：εe=Te/（Tc-Te）=5.76；
热力完善度η＝ε0/εe=65%；
压缩比等于p2/p1=3.87。
以烘干8公斤含水60%的衣物为例，加热管烘干方式，烘干空气温度最高在100～130℃左右，烘干时间大约50～120分钟，耗电量约为0.6kwh/kg左右；为了降低能量消耗，可以采用上述提到的热泵烘干滚筒式干衣机进行热泵烘干方式，该热泵烘干方式的烘干空气温度最高在60～70℃左右，烘干时间大约150～180分钟，耗电量约为0.3kwh/kg左右；热泵烘干方式尽管耗电量有大幅度下降，但由于烘干温度低，烘干时间长于加热管烘干方式。
针对相关技术中干衣机在降低能耗时会造成烘干时间延长的问题，目前有专利提出了解决方案。
如专利号为201210128781.3的中国专利——《干衣机和干衣机的烘干方法》，其通过风路转换机构将干燥筒中产生的蒸汽分流为第一蒸汽和第二蒸汽，然后将第一蒸汽通过冷凝器对第二蒸汽进行加热，以实现节能减排的目的。但是此种方法只能利用部分干衣机中产生的蒸汽的热能，烘干效率较低，缩短的时间较少，效果不太明显。
基于以上需要和缺点，特提出本发明。
发明内容
本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种干衣机及干衣机的烘干方法，该方法采用。
本发明的技术方案是：
一种干衣机，包括：干燥筒、冷凝器、空气压缩机、水汽分离机及排水装置以及加热丝，所述的干燥筒的排气端与所述的空气压缩机的进气端相连接，所述的空气压缩机的排气端与冷凝器的进气端相连接，冷凝器的排气端与水气分离机及排水装置的进气端相连接；
其特征在于：冷凝器设置在预加热管内或者设置在预加热管的外壁上，所述预加热管的排气端经过加热丝与干燥筒的进气端相连接，所述的预加热管的进气端与水气分离机及排水装置的排气端相连接。
进一步，所述的水气分离机及排水装置的排气端设置有减压机构，所述的减压机构包括压力传感器和泄压阀，所述的压力传感器的检测端设置在所述排水装置上，所述的泄压阀的进气端与水气分离机及排水装置的排气端相连接，所述的减压机构的排气端通过加热丝与干燥筒的进气端相连接。
进一步，所述的干燥筒的排气端进一步与预加热管的进气端直接通过设置有滤网的管道相连接，水气分离机及排水装置的排气端与加热丝之间设置有风机。
进一步，所述的干燥筒的排气端与预加热管的进气端相连接的管道上设置有风路阀门，所述的风路阀门与控制装置相连接，风路阀门的排气端分别与干燥筒的排气端和空气压缩机的进气端相连接，风路阀门的进气端经滤网与干燥筒的排气端相连接。
进一步，所述的水汽分离机及排水装置包括水汽分离机和排水装置，所述的水气分离机分别与冷凝器的排气端、排水装置和泄压阀的进气端相连接，所述的排水装置分别于水汽分离机和排水口相连接，所述的排水装置与排水口之间设置有排水阀。
进一步，所述的干燥筒的排气端与空气压缩机的进气端之间设置有滤网，所述的加热丝设置在干燥筒的周边。
进一步，所述的一种干衣机，还包括控制装置，其特征是：所述的控制装置通过电路分别与温度传感器、泄压阀、压力传感器和排水阀相连接，所述的温度传感器的检测端设置在干燥筒的内部。
如上所述的任意的一种干衣机的烘干方法，其特征是：从干燥筒排气端排出的气体进入空气压缩机，通过空气压缩机对气体进行压缩后进入冷凝器；
气体中的热量经冷凝器传递到预加热管中，而散热后的气体进入水气分离机及排水装置；
在水气分离机及排水装置中，散热后的气体排入到预加热管中，同时将冷凝后产生的水排出；
进入预加热管中的干燥气体通过冷凝器中气体散发的热量进行预加热；
预加热后的干燥气体经加热丝加热后，进入干燥筒中，对干燥筒中的衣物进行加热，从而形成风路循环。
进一步，所述的散热后的气体流入水气分离机及排水装置后，通过减压机构减压后流入预加热管的入气端，所述的减压机构的气体通过量是由控制装置来控制的，所述的控制装置通过分析、计算温度传感器和压力传感器检测到的数据得到减压机构上设置的泄压阀的气体通过量。
进一步，所述的气体的动力是由设置在加热丝与减压机构之间的风机在提供的，所述的风机将流经其的气体吹向加热丝方向。
进一步，所述的冷凝后产生的水流入水气分离机及排水装置后，通过排水装置排放至排水口，排水口的水流量是由排水装置和排水口之间设置的排水阀控制的，所述的排水阀的开启量是由控制装置来控制的，所述的控制装置通过分析、计算温度传感器和压力传感器检测到的数据得到排水阀的开闭大小和时间。
进一步，所述的干燥筒的排气端排出的气体经过滤网流至风路阀门，经过风路阀门的一部分气体直接通过管道流至预加热管的进气端；另一部分气体通过空气压缩机压缩后进入冷凝器，气体中的热量经冷凝器传递到预加热管中，而散热后的气体进入水气分离机，散热后的气体在水气分离机中，将干燥气体经泄压阀排入到预加热管的进气端中，与直接通过管道流入的气体汇合。
本发明的有益效果是：
通过冷凝管收集、利用干燥筒内气体中的热量对干燥气体进行预加热，实现了降低能耗，达到了节约加热时间，从而解决了现有技术中干衣机在降低能耗时造成烘干时间延长的问题，从而达到了降低干衣机功耗和烘干时间的目的。
通过设置排水阀，使整个封路回路实现密闭，使干燥筒内的压强不断降低，进而使沸点降低，从而降低了加热功耗，提高了烘干效率。
通过设置风路阀门和泄压阀，使整个风路回路中的压强保持在一个安全范围内，杜绝了安全隐患，有效的防止了安全事故的发生。
说明书附图
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有技术的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明的冷凝器优选结构示意图。
图4是本发明的加热器优选结构示意图。
图5是本发明的控制系统框架图。
图6是本发明的优选结构示意图。
图7是本发明的优选控制系统框架图。
图中标记说明：1—干燥筒，2—空气压缩机，3—冷凝器，4—水气分离机及排水装置，5—减压机构，6—预加热管，7—加热丝，8—风机，9—风路阀门，10—控制装置，11—滤网，12—储水及排水装置，13—蒸发器，101—衣物投放口，102—温度传感器，401—水气分离机，402—排水装置，403—排水口，404—排水阀，501—压力传感器，502—泄压阀。
具体实施方式
具体实施例1
本发明实施例提供了一种干衣机，图2是根据本发明实施例的结构图，
如图2所示，该实施例包括：干燥筒1、空气压缩机2、冷凝器3、水汽分离机及排水装置4以及加热丝7。
本实施例所述的干燥筒1的排气端与所述的空气压缩机2的进气端相连接，所述的空气压缩机2的排气端与冷凝器3的进气端相连接，冷凝器3的排气端与水气分离机及排水装置4的进气端相连接，将预加热管6的进气端与水气分离机及排水装置4的排气端通过管道相连接，将预加热管6的排气端经过加热丝7与干燥筒1的进气端相连接。所述的冷凝器3设置在预加热管6内。在水气分离机及其排水装置4的排气端与加热丝7之间的管道上设置风机8，使通过风机8的空气流向加热丝7一端。优选的，所述的风机8设置在预加热管6的排气端与加热丝7之间。所述的干燥筒1的排气端设置在干燥筒1的衣物投放口101的下端，干燥筒1的进气端设置在干燥筒1的排气端相对于干燥筒1中心的对称端。
通过采用上述结构，在干衣机内形成一条风路通道，空气压缩机2对通道中的气体进行压缩，并将压缩后的气体输送至冷凝器3的冷凝管道中，使湿热的气体在冷凝器3中冷凝为高温高压液态，并释放热量，冷凝器3将这部分热量用来对预加热管6中的气体进行加热，实现了对干燥筒1排放的气体的热量进行回收再利用以达到降低能耗的效果，同时，减少了干燥筒1内气体的水分含量，并利用回收到的这部分热量对干燥筒1内的空气进行预热，以缩短加热丝对气体加热时间的目的，又有效解决了现有技术中干衣机在降低能耗时会造成烘干时间延长的问题。
优选的，如图3所示，本发明实施例的干衣机还可以将冷凝器3的冷凝管道围绕预加热管6进行设置，使通过预加热管6的气体得到更好的预热效果。
本实施例中，所述的水气分离机及排水装置4的排气端设置有减压机构5，所述的减压机构包括压力传感器501和泄压阀502，所述的压力传感器501的检测端设置在所述的排水装置401上，所述的压力传感器501与控制装置10相连接，所述的泄压阀502的进气端与水气分离及给排水装置4的排气端相连接，所述的泄压阀502与控制装置10相连接，泄压阀502的排气端通过加热丝7与干燥筒1的进气端相连接，将所述的风机8设置在预加热管6与加热丝7之间的管道上，优选为将风机8设置在预加热管6的排气端与加热丝7之间的管道上。所述的控制装置10还连接有温度传感器102，温度传感器102的检测端设置在干燥筒1内部。
通过将压力传感器501检测到的排水装置401内的压力值和温度传感器102检测到的干燥筒1内部的温度值，传递至控制装置10中进行分析、计算，得出风路通道中的气体流速，并通过泄压阀502的开合大小使风路通道中的气体流速在监测范围内。所述的控制装置设置在干衣机的控制面板上。从而，使整个风路通道中的气流值保持在一个安全范围内，避免了出现安全事故的情况，亦能通过流速调节使干燥筒1内部的气体流速得到控制，避免了干燥筒1中气体的流速过大或过小的情况产生。
本实施例中，参见图5所示，所述的水汽分离机及排水装置4包括水汽分离机402和排水装置401，所述的水气分离机402分别与冷凝器3的排气端、排水装置401和泄压阀502的进气端相连接，所述的排水装置401分别与水汽分离机402和排水口403相连接，所述的排水装置401与排水口403之间设置有排水阀404，排水阀404与控制装置10相连接。
通过在排水装置401与排水口402之间设置排水阀403，使整个风路通道形成密闭空间。并可以通过排水阀403的开闭，控制整个风路通道内的气压值，防止出现气压过大或过小的情况出现，从而避免了造成安全事故的现象的发生。并且通过排水阀403的开闭，有效的控制了干衣过程中干燥筒1内的压力值，使干燥筒1内的压力值在干衣前期偏大于大气压强，在干衣后期偏小于大气压强，通过压力的调节，使干燥筒1内气体的沸点降低，从而降低了烘干过程的功耗和时间。
本实施例中，所述的干燥筒1的排气端与空气压缩机2的进气端之间设置有滤网11，所述的加热丝7设置在干燥筒1的周边。优选的，参见图4所示，将加热丝7均匀地分布在围成干燥筒1的各个面的外侧，从而可以使加热丝7加热气体扩散的热量传至干燥筒1内，利用扩散的热量加热干燥筒1内的气体和衣物，实现了节能减排的目的。所述的滤网11设置在干燥筒1的排气端与空气压缩机2的进气端之间的管道上，滤网11对从干燥筒排出的气体进行过滤，避免衣物线屑进入风路通道中影响其他部件的正常工作。
本实施例中，气体从干燥筒1排气端排出，经过滤网11进入空气压缩机2，通过空气压缩机2对气体进行压缩后进入冷凝器3的冷凝管道中，使气体在冷凝器3中冷凝为高温高压液态，释放热量，气体中的热量经冷凝器3传递到预加热管6中，而散热后的气体进入水气分离机402，在水气分离机402中，将散热后的干燥气体经泄压阀502排入到预加热管6中，同时将冷凝后产生的水通过排水装置401经排水阀404排放到排水口403，进入预加热管6中的干燥气体通过冷凝管中气体散发的热量进行预加热，预加热后的干燥气体经风机8作用经加热丝7加热后，进入干燥筒1中，对干燥筒1中的衣物水分与加热后的干燥气体产生热交换，水分吸收热量变成水蒸汽进入封路循环通道，又经空气压缩机2压缩后进入冷凝器3。水蒸汽在冷凝器3中凝结为液体，再通过排水装置402经排水口404排出。在此过程中，衣物的水分不断减少，最终被干燥。
具体实施例2
参见图6和图7所示，该实施例包括：干燥筒1、冷凝器3、空气压缩机2、水汽分离机及排水装置4以及加热丝7。
本实施例所述的干燥筒1的排气端通过风路阀门9与空气压缩机2和待加热管6的进气端分别相连接，所述的风路阀门9与控制装置10相连接，所述的空气压缩机2的排气端与冷凝器3的进气端相连接，冷凝器3的排气端与水气分离机及排水装置4的进气端相连接，将预加热管6的进气端与水气分离机及排水装置4的排气端通过管道相连接，将预加热管6的排气端经过加热丝7与干燥筒1的进气端相连接。所述的冷凝器3设置在预加热管6内。所述的预加热管6排气端与加热丝7之间设置有风机8。所述的干燥筒1的排气端设置在干燥筒1的衣物投放口的下端，干燥筒1的进气端设置在干燥筒1的排气端相对于干燥筒1中心的对称端。
本实施例中，气体从干燥筒1排气端排出，经过滤网11进风路阀门，风路阀门9通过控制装置10控制通过其的气体流量。然后一部分气体经空气压缩机2压缩后进入冷凝器3的冷凝管道中，使气体在冷凝器3中冷凝为高温高压液态，释放热量，冷凝后产生的水通过排水装置402经排水阀403排放到排水口404，并将气体中的热量经冷凝器3传递到预加热管6中，而散热后的气体进入水气分离机401，在水气分离机401中，将散热后的干燥气体经泄压阀502排入到预加热管6中；同时经风路阀门9进入的另一部分气体直接通过管道进入预加热管6中，与散热后的干燥气体汇合。汇合后的气体在预加热管6中，通过冷凝管中气体散发的热量进行预加热，预加热后的气体从预加热管6的排气端流出后，经风机8作用,流至加热丝7进行加热后，进入干燥筒1中，对干燥筒1中的衣物水分与加热后的干燥气体产生热交换，水分吸收热量变成水蒸汽进入封路循环通道，又经空气压缩机2压缩后进入冷凝器3。水蒸汽在冷凝器3中凝结为液体，再通过排水装置402经排水口404排出。在此过程中，衣物的水分不断减少，最终被干燥。
通过连接预加热管6的进气端与干燥筒1的排气端，使整个风路通道的气体流量增加，从而缩短了烘干时间，提高了烘干效率。
通过设置风路阀门9，使整个风路通道中的气体流速可以进行调控，从而可以大大提高整个烘干过程的效率。
需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。
本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种干衣机，包括：干燥筒(1)、空气压缩机(2)、冷凝器(3)、水汽分离机及排水装置(4)以及加热丝(7)，所述的干燥筒(1)的排气端与所述的空气压缩机(2)的进气端相连接，所述的空气压缩机(2)的排气端与冷凝器(3)的进气端相连接，冷凝器(3)的排气端与水气分离机及排水装置(4)的进气端相连接；
其特征在于：冷凝器(3)设置在预加热管(6)内或者设置在预加热管(6)的外壁上，所述预加热管(6)的排气端经过加热丝(7)与干燥筒(1)的进气端相连接，所述的预加热管(6)的进气端与水气分离机及排水装置(4)的排气端相连接；将加热丝(7)均匀地分布在围成干燥筒(1)的各个面的外侧。
2.根据权利要求1所述的一种干衣机，其特征在于：所述的水气分离机及排水装置(4)的排气端设置有减压机构(5)，所述的减压机构(5)包括压力传感器(501)和泄压阀(502)，所述的压力传感器(501)的检测端设置在所述排水装置上，所述的泄压阀(502)的进气端与水气分离机及排水装置(4)的排气端相连接，所述的减压机构(5)的排气端通过加热丝(7)与干燥筒(1)的进气端相连接。
3.根据权利要求1所述的一种干衣机，其特征在于：所述的干燥筒(1)的排气端进一步与预加热管(6)的进气端直接通过设置有滤网(11)的管道相连接，水气分离机及排水装置(4)的排气端与加热丝(7)之间设置有风机(8)。
4.根据权利要求3所述的一种干衣机，其特征在于：所述的干燥筒(1)的排气端与预加热管(6)的进气端相连接的管道上设置有风路阀门(9)，所述的风路阀门(9)与控制装置(10)相连接，风路阀门(9)的排气端分别与干燥筒(1)的排气端和空气压缩机(2)的进气端相连接，风路阀门(9)的进气端经滤网(11)与干燥筒(1)的排气端相连接。
5.根据权利要求1所述的一种干衣机，其特征在于：所述的水汽分离机及排水装置包括水汽分离机(401)和排水装置(402)，所述的水气分离机(401)分别与冷凝器(3)的排气端、排水装置(402)和泄压阀(502)的进气端相连接，所述的排水装置(402)分别于水汽分离机(401)和排水口(403)相连接，所述的排水装置(402)与排水口(403)之间设置有排水阀(404)。
6.根据权利要求1所述的一种干衣机，其特征在于：所述的干燥筒(1)的排气端与空气压缩机(2)的进气端之间设置有滤网(11)，所述的加热丝(7)设置在干燥筒(1)的周边。
7.根据权利要求1所述的一种干衣机，还包括控制装置(10)，其特征在于：所述的控制装置(10)通过电路分别与温度传感器(102)、泄压阀(502)、压力传感器(501)和排水阀(404)相连接，所述的温度传感器(102)的检测端设置在干燥筒(1)的内部。
8.一种如权利要求1至7任一所述的干衣机的烘干方法，其特征在于：从干燥筒(1)排气端排出的气体进入空气压缩机(2)，通过空气压缩机(2)对气体进行压缩后进入冷凝器(3)；
气体中的热量经冷凝器(3)传递到预加热管(6)中，而散热后的气体进入水气分离机及排水装置(4)；
在水气分离机及排水装置(4)中，散热后的气体排入到预加热管(6)中，同时将冷凝后产生的水排出；
进入预加热管(6)中的干燥气体通过冷凝器(3)中气体散发的热量进行预加热；
预加热后的干燥气体经加热丝(7)加热后，进入干燥筒(1)中，对干燥筒(1)中的衣物进行加热，从而形成风路循环。
9.根据权利要求8所述的一种干衣机的烘干方法，其特征在于：所述的散热后的气体流入水气分离机及排水装置(4)后，通过减压机构(5)减压后流入预加热管(6)的入气端，所述的减压机构(5)的气体通过量是由控制装置(10)来控制的，所述的控制装置(10)通过分析、计算温度传感器(102)和压力传感器(501)检测到的数据得到减压机构(5)上设置的泄压阀(502)的气体通过量。
10.根据权利要求8所述的一种干衣机的烘干方法，其特征在于：所述的气体的动力是由设置在加热丝(7)与减压机构(5)之间的风机(8)在提供的，所述的风机(8)将流经其的气体吹向加热丝(7)方向。
11.根据权利要求8所述的一种干衣机的烘干方法，其特征在于：所述的冷凝后产生的水流入水气分离机及排水装置(4)后，通过排水装置(402)排放至排水口(403)，排水口(403)的水流量是由排水装置(402)和排水口(403)之间设置的排水阀(404)控制的，所述的排水阀(404)的开启量是由控制装置(10)来控制的，所述的控制装置(10)通过分析、计算温度传感器(102)和压力传感器(501)检测到的数据得到排水阀的开闭大小和时间。
12.根据权利要求8所述的一种干衣机的烘干方法，其特征在于：所述的干燥筒(1)的排气端排出的气体经过滤网(11)流至风路阀门(9)，经过风路阀门(9)的一部分气体直接通过管道流至预加热管(6)的进气端；
另一部分气体通过空气压缩机(2)压缩后进入冷凝器(3)，气体中的热量经冷凝器(3)传递到预加热管(6)中，而散热后的气体进入水气分离机(401)，散热后的气体在水气分离机(401)中，将干燥气体经泄压阀(502)排入到预加热管(6)的进气端中，与直接通过管道流入的气体汇合。
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