CN103820982A - 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,干燥筒的排气端与空气压缩机的进气端相连接,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,水气分离机及排水装置的排气端设置有减压机构,减压机构的排气端与外部空气相连通。所述的冷凝器盘绕在干燥筒的各个组成面的外表面上。所述的干燥筒的外表面周边还设置有辅助加热丝。通过上述结构,利用冷凝器将干燥筒内的湿热气体的热量烘干义务的目的。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
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。
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减压机构,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,所述的水气分离机及排水装置的排气端设置有减压机构,减压机构的排气端与外部空气相连通;其特征在于:冷凝器盘绕在干燥筒的各个组成面的外表面上。
进一步,所述的干燥筒的外表面周边还设置有辅助加热丝。
进一步,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。
进一步,所述的泄压阀的排气端通过辅助加热丝与干燥筒的进气端相连接,所述的温度传感器的检测端设置在干燥筒内部。
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。
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与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,所述的一种干衣机还包括控制装置,其特征是:所述的控制装置分别通过电路与泄压阀、温度传感器、排水阀以及压力传感器相连接。
如上任意所述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;
高压高温的气体中的热量经冷凝器传递到干燥筒中,而散热后的气体进入水气分离机及排水装置;
散热后的气体在水气分离机及排水装置中,将气体经减压机构排入外部空气中,同时将冷凝后产生的水排放至外部;
随着干燥筒内部的气体与水汽不断被排出,干燥筒内部的压力不断减小,干燥筒内的沸点不断降低,干燥筒中的衣物也不断被烘干。
进一步,所述的减压机构排入外部空气的量是由减压机构上设置的泄压阀控制的,所述的泄压阀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泄压阀的气体通过量。
进一步,所述的水气分离机及排水装置的排水量是由排水阀控制的,所述的排水阀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。
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筒气体进行加热,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,使整个风路回路实现密闭,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。
通过设置泄压阀,使整个风路回路中的流速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是本发明的控制系统框架图。
图4是本发明的优选结构示意图。
图5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,7—辅助加热丝,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以及减压机构5。
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。所述的冷凝器3盘绕设置在干燥筒1除衣物投放口101以外的各个组成面的外表面上。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干燥筒1中的衣物气体进行加热的目的,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内的衣物进行干燥的目的。
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的排气端直接与外部空气相连通。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3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。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传递到干燥筒1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排入到外部空气中,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。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4和图5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、减压机构5以及辅助加热丝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,水气分离机及排水装置4的排气端与减压机构5相连接。所述的冷凝器3盘绕设置在干燥筒1除衣物投放口101以外的各个组成面的外表面上。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干燥筒1中的衣物气体进行加热的目的,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内的衣物进行干燥的目的。
所述的辅助加热丝7安装设置在干燥筒1的周边,辅助加热丝与控制装置相连接,通过控制装置检测到的干燥筒内部的温度数据控制加热丝的发热功率。
通过在干燥筒外表面周围设置的辅助加热丝对干燥筒内的衣物气体进行辅助加热,从而提高了整个烘干效率,缩短了烘干时间。
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 (10)
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)以及减压机构(5),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,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),减压机构(5)的排气端与外部空气相连通;
其特征是:冷凝器(3)盘绕在干燥筒的各个组成面的外表面上。
2.根据权利要求1所述的一种干衣机,其特征是:所述的干燥筒(1)的外表面周边还设置有辅助加热丝(7)。
3.根据权利要求1所述的一种干衣机,其特征是: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。
4.根据权利要求3所述的一种干衣机,其特征是:所述的泄压阀(502)的排气端通过辅助加热丝(7)与干燥筒(1)的进气端相连接,所述的温度传感器(102)的检测端设置在干燥筒(1)内部。
5.根据权利要求1所述的一种干衣机,其特征是: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)。
6.根据权利要求1所述的一种干衣机,其特征是: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)分别与水汽分离机(401)和排水(403)相连接,所述的排水装置(402)与排水(403)之间设置有排水阀(404)。
7.根据权利要求1所述的一种干衣机,还包括控制装置(10),其特征是:所述的控制装置(10)分别通过电路与泄压阀(502)、温度传感器(102)、排水阀(404)以及压力传感器(501)相连接。
8.一种如权利要求1至7任一所述的干衣机的烘干方法,其特征是: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);
高压高温的气体中的热量经冷凝器(3)传递到干燥筒(1)中,而散热后的气体进入水气分离机及排水装置(4);
散热后的气体在水气分离机及排水装置(4)中,将气体经减压机构(5)排入外部空气中,同时将冷凝后产生的水排放至外部;
随着干燥筒内部的气体与水汽不断被排出,干燥筒内部的压力不断减小,干燥筒内的沸点不断降低,干燥筒(1)中的衣物也不断被烘干。
9.根据权利要求7所述的一种干衣机的烘干方法,其特征是:所述的减压机构(5)排入外部空气的量是由减压机构(5)上设置的泄压阀(502)控制的,所述的泄压阀(502)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)检测到的数据得到泄压阀(502)的气体通过量。
10.根据权利要求7所述的一种干衣机的烘干方法,其特征是:所述的水气分离机及排水装置(4)的排水量是由排水阀(404)控制的,所述的排水阀(404)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(404)的开闭大小和时间。
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