CN103850110B - 一种热泵干衣机控制方法及热泵干衣机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热泵干衣机控制方法及热泵干衣机，该热泵干衣机包括热泵干衣系统，热泵干衣系统包括具有压缩机、主冷凝器、节流装置及蒸发器的热泵模块，还包括辅助冷凝器及用于给辅助冷凝器和压缩机表面降温以调节负荷的辅助冷凝风机，该热泵干衣机的控制方法为：根据湿度传感器所检测滚筒内的湿度划分不同的烘干阶段，包括烘干前期和烘干后期，在不同的烘干阶段，控制辅助冷凝风机以对应各烘干阶段设定的通断间隔比例运行，使冷凝温度平稳上升，以降低烘干后期的压缩机功率和蒸发器温度。本发明具有节能降耗的特点。

Description

一种热泵干衣机控制方法及热泵干衣机
技术领域
本发明涉及一种干衣装置及干衣控制方法，尤其是一种通过控制辅助冷凝风机通断间隔运转以降低热泵工作负荷的热泵干衣机控制方法及热泵干衣机。
背景技术
现有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。
热泵干衣机烘干系统，压缩机系统耐受的压力为制冷剂对应60～70℃间温度对应的饱和压力，在烘干后期，随温度的升高，压缩机的冷凝温度会接近最高压力的限值。现有滚筒式热泵干衣机，设计有辅助冷凝器和辅助风机，以使在烘干后期或者在高温环境中辅助风机动作，对压缩机负荷进行调节。由于采用单控制温度设置，在烘干的中前期，都尽可能的提升烘干温度，在中前期利于烘干的完成；但在后期，筒内温度已经升高，烘干空气湿度在减小，需要的凝露点在降低，尽管湿度减小会使蒸发器的负荷降低，温度也降低，但由于压缩机的功率负荷在高值运行，进入滚筒的热量并没有减少，蒸发器温度的下降小于空气露点温度的下降；而冷凝风机的使用，则使热量更多的进入环境中，结果是在烘干后期增大了功率消耗，降低除湿效率。
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。
申请号为200410097855.7的中国专利公开了一种衣物干燥装置,包括：热泵装置；将干衣空气引导至热泵装置的吸热器、放热器和装有衣物的干衣室的风道；向所述风道中送入干衣空气的鼓风机；和控制装置。在干衣操作过程中，压缩机和鼓风机进行操作；当干衣操作发生中断时，控制装置使压缩机停止规定的时间。
上述采用热泵烘干方式的干衣装置，在环境温度较高，比如35～40℃环境下，烘干开始阶段，吹入洗衣/干衣筒内的空气温度迅速上升到60℃以上，从洗衣/干衣筒内吹出的空气温度，湿度也迅速上升。这种情况下，蒸发器内的制冷剂饱和压力较高，压缩机系统的负荷大，很快达到压缩机的临界工作压力。对定频压缩机系统，也会超出辅助散热风机和辅助冷凝器的散热范围，压缩机会由于压力过高和排气温度过高停止工作，烘干过程中压缩机间断工作，会对压缩机部件性能造成冲击，增加故障率。若采用变频压缩机系统，虽然压缩机会由控制系统调整压缩机的工作频率，对压缩机工作负荷进行调节，但变频压缩机自身也有个最低工作频率范围。制冷系统的高负荷工作，导致压缩机电机故障率极高，降低使用寿命。
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，提供一种在提高烘干效率的同时降低热泵工作负荷进而降低烘干能耗的热泵干衣机控制方法。
本发明的另一目的在于提高具有上述控制方法的热泵干衣机。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种热泵干衣机控制方法，该干衣机包括热泵干衣系统，热泵干衣系统包括具有压缩机、主冷凝器、节流装置及蒸发器的热泵模块，还包括用于给压缩机表面降温以调节负荷的辅助冷凝风机，该热泵干衣机的控制方法为：在不同的烘干阶段，包括烘干前期和烘干后期，控制辅助冷凝风机以对应各烘干阶段设定的通断间隔比例运行，使冷凝温度平稳上升，以降低烘干后期的压缩机功率和蒸发器温度。
根据湿度传感器所检测滚筒内的湿度划分不同的烘干阶段，或根据滚筒进、出风温度的变化率划分，或者热泵模块进风温度的变化率划分。
在烘干前期，控制辅助冷凝风机通断间隔比例为K1；在烘干后期，控制辅助冷凝风机通断间隔比例为K2，K2≤K1。
在辅助冷凝风机按照设定的通断间隔比例运行时，通过检测主冷凝器的表面温度，控制辅助冷凝风机是否持续运转和/或控制压缩机的停启。
进一步的，本发明技术方案的具体步骤为：
a、烘干开始，滚筒转动、压缩机运转；
b、控制辅助冷凝风机以通断间隔比例为K1的方式运行，执行步骤c；
c、判断主冷凝器表面温度是否达到温度点T1；如果否，转入步骤j；如果是，转入步骤d；
d、辅助冷凝风机持续运转，执行步骤e；
e、判断主冷凝器表面温度是否达到温度点T2；如果否，转入步骤i；如果是，转入步骤f；
f、压缩机停止运转，进入步骤g；
g、判断压缩机停机时间是否达到设定时间t并且冷凝器出口温度小于T1，如果是，进入步骤h；
h、压缩机重新启动运转，进入步骤j；
i、判断主冷凝器表面温度是否达到T1-△T1，如果否，转入步骤m；如果是，转入步骤j；
j、检测烘干阶段是否为后期；如果否，转入步骤k；如果是，转入步骤l；
k、控制辅助冷凝风机以通断间隔比例为K1的方式运行，执行步骤m；
l、控制辅助冷凝风机以通断间隔比例为K2的方式运行，执行步骤m；
m、判断烘干衣物湿度是否小于设定值，如果湿度传感器反馈的代表衣物电导率信号大于等于设定值，则转入步骤c，如判断烘干衣物湿度小于设定值，则转入步骤n；
n、烘干结束。
上述步骤中，辅助冷凝风机以通断间隔比例为Ki的方式运行为，辅助冷凝风机开启t1i分钟，停止t2i分钟，开启时间/停止时间=Ki，i＝1、2，0.1≤K1≤1，0.1≤K2≤1，K2≤K1。
优选的，50℃≤T1＜T2≤75℃，1℃≤△T1≤5℃，t≥3分钟。
更优选的为，t11＝1分钟，t21＝2分钟；t12＝1分钟，t22＝5分钟。
本发明所述的热泵干衣机，包括热泵干衣系统，热泵干衣系统包括具有压缩机、主冷凝器、节流装置及蒸发器的热泵模块，还包括辅助冷凝器，辅助冷凝器和主冷凝器串联，由制冷剂循环管道依次将压缩机、主冷凝器、辅助冷凝器、节流装置、蒸发器再至压缩机连接。
所述的辅助冷凝风机带动的气流作用于辅助冷凝器与压缩机的换热面积上，主冷凝器在制冷剂出口附近设有冷凝器温度传感器，以检测主冷凝器的表面温度。
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。
本发明热泵干衣机在现有热泵模块的基础上，增加了辅助冷凝器及用于给辅助冷凝器和压缩机表面降温以调节负荷的辅助冷凝风机，在不同的烘干阶段，控制辅助冷凝风机以对应各烘干阶段设定的通断间隔比例运行，使冷凝温度平稳上升，以降低烘干后期的压缩机功率和蒸发器温度，增加了除湿烘干效果，也提高了烘干后期除湿量和降低了耗电；本发明有效地调节了烘干控制方式，降低了干衣能耗。
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是本发明所述的热泵干衣系统示意图；
图2是本发明所述的热泵干衣机示意图；
1压缩机、2主冷凝器、3辅助冷凝器、4节流装置、5蒸发器、6送风风扇、7冷凝器温度传感器、8辅助冷凝风机、9滚筒、10湿度传感器
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明所述的热泵干衣机包括滚筒9和设有滚筒下方的热泵干衣系统，由送风风扇6将热泵干衣系统产生的热风通过干衣风道导入到滚筒内干燥衣物，热泵干衣系统包括具有压缩机1、主冷凝器2、节流装置4及蒸发器5的热泵模块，还包括辅助冷凝器3及用于给辅助冷凝器3和压缩机1表面降温以调节负荷的辅助冷凝风机8，辅助冷凝器3和主冷凝器2串联，由制冷剂循环管道依次将压缩机1、主冷凝器2、辅助冷凝器3、节流装置4、蒸发器5再至压缩机1连接。所述的辅助冷凝风机8设于辅助冷凝器3靠近压缩机1一侧的侧表面上，主冷凝器2在制冷剂出口附近设有冷凝器温度传感器7，该冷凝器温度传感器7检测主冷凝器2的温度点控制辅助冷凝风机8的开启和停止。滚筒9内设有湿度传感器10，根据湿度传感器所检测滚筒内的湿度将烘干过程划分为不同的烘干阶段，包括烘干前期和烘干后期，或根据滚筒进、出风温度的变化率划分，或者热泵模块进风温度的变化率划分。
该热泵干衣机的控制方法为：在不同的烘干阶段，控制辅助冷凝风机以对应各烘干阶段设定的通断间隔比例运行，使冷凝温度平稳上升，以降低烘干后期的压缩机功率和蒸发器温度。进一步的为，在烘干前期，控制辅助冷凝风机通断间隔比例为K1；在烘干后期，控制辅助冷凝风机通断间隔比例为K2，K2≤K1；在辅助冷凝风机按照设定的通断间隔比例运行时，通过检测主冷凝器的表面温度，控制辅助冷凝风机是否持续运转和/或控制压缩机的停启。
本发明控制方法的具体步骤为：
a、烘干开始，滚筒9转动、压缩机1运转；
b、控制辅助冷凝风机以开启t11＝1分钟、停止t21＝2分钟循环间隔运行，K1=开启时间/停止时间=1/2，并同步执行步骤c；
c、判断主冷凝器表面温度是否达到温度点T1＝66℃；如果否，转入步骤j；如果是，转入步骤d；
d、辅助冷凝风机持续运转，并同步执行步骤e；
e、判断主冷凝器表面温度是否达到温度点T2＝70℃；如果否，转入步骤i；如果是，转入步骤f；
f、压缩机停止运转，进入步骤g；
g、判断压缩机停机时间是否达到设定时间t＝3分钟并且冷凝器出口温度小于T1＝66℃，如果是，进入步骤h；
h、压缩机重新启动运转，进入步骤j；
i、判断主冷凝器表面温度是否达到T1-△T1，T1＝66℃，△T1＝3℃，如果否，转入步骤m；如果是，转入步骤j；
j、检测烘干阶段是否为后期；如果否，转入步骤k；如果是，转入步骤l；
k、控制辅助冷凝风机以开启t11＝1分钟、停止t21＝2分钟循环间隔运行，K1=开启时间/停止时间=1/2，并同步执行步骤m；
l、控制辅助冷凝风机以开启t12＝1分钟、停止t22＝5分钟循环间隔运行，K2=开启时间/停止时间=1/5，并同步执行步骤m；
m、判断烘干衣物湿度是否小于设定值，如果湿度传感器反馈的代表衣物电导率信号大于等于设定值（该设定值和判断衣物是否干燥的标注有关），则转入步骤c，如判断烘干衣物湿度小于设定值，则转入步骤n；
n、烘干结束。
上述控制方法中T1、T2、△T1、t、K1、K2并不是固定的，其中，50℃≤T1＜T2≤75℃，1℃≤△T1≤5℃，t≥3分钟，0.1≤K1≤1，0.1≤K2≤1。或者，还可以选择T1＝63℃，T2＝68℃，△T1＝2℃，t=5分钟，K1为辅助冷凝风机开启1分钟、停止1分钟，K2为辅助冷凝风机开启1分钟、停止6分钟的方式运行；其中，T1、T2的设定与环境温度有关。
上述实施方式仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，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 (9)

1.一种热泵干衣机控制方法，该干衣机包括热泵干衣系统，热泵干衣系统包括具有压缩机、主冷凝器、节流装置及蒸发器的热泵模块，还包括用于给压缩机表面降温以调节负荷的辅助冷凝风机，该热泵干衣机的控制方法为：在不同的烘干阶段，包括烘干前期和烘干后期，控制辅助冷凝风机以对应各烘干阶段设定的通断间隔比例运行，使冷凝温度平稳上升，以降低烘干后期的压缩机功率和蒸发器温度，在烘干前期，控制辅助冷凝风机通断间隔比例为K1；在烘干后期，控制辅助冷凝风机通断间隔比例为K2，K2≤K1。
2.根据权利要求1所述的热泵干衣机控制方法，其特征在于：根据湿度传感器所检测滚筒内的湿度划分不同的烘干阶段，或根据滚筒进、出风温度的变化率划分，或者热泵模块进风温度的变化率划分。
3.根据权利要求1所述的热泵干衣机控制方法，其特征在于：在辅助冷凝风机按照设定的通断间隔比例运行时，通过检测主冷凝器的表面温度，控制辅助冷凝风机是否持续运转和/或控制压缩机的停启。
4.根据权利要求1-3任一所述的热泵干衣机控制方法，其特征在于：具体步骤为：
a、烘干开始，滚筒转动、压缩机运转；
b、控制辅助冷凝风机以通断间隔比例为K1的方式运行，执行步骤c；
c、判断主冷凝器表面温度是否达到温度点T1；如果否，转入步骤j；如果是，转入步骤d；
d、辅助冷凝风机持续运转，执行步骤e；
e、判断主冷凝器表面温度是否达到温度点T2；如果否，转入步骤i；如果是，转入步骤f；
f、压缩机停止运转，进入步骤g；
g、判断压缩机停机时间是否达到设定时间t并且冷凝器出口温度小于T1，如果是，进入步骤h；
h、压缩机重新启动运转，进入步骤j；
i、判断主冷凝器表面温度是否达到T1-△T1，如果否，转入步骤m；如果是，转入步骤j；
j、检测烘干阶段是否为后期；如果否，转入步骤k；如果是，转入步骤l；
k、控制辅助冷凝风机以通断间隔比例为K1的方式运行，执行步骤m；
l、控制辅助冷凝风机以通断间隔比例为K2的方式运行，执行步骤m；
m、判断烘干衣物湿度是否小于设定值，如果湿度传感器反馈的代表衣物电导率信号大于等于设定值，则转入步骤c，如判断烘干衣物湿度小于设定值，则转入步骤n；
n、烘干结束。
5.根据权利要求4所述的热泵干衣机控制方法，其特征在于：辅助冷凝风机以通断间隔比例为Ki的方式运行为，辅助冷凝风机开启t1i分钟，停止t2i分钟，开启时间/停止时间＝Ki，i＝1、2，0.1≤K1≤1，0.1≤K2≤1，K2≤K1。
6.根据权利要求5所述的热泵干衣机控制方法，其特征在于：50℃≤T1＜T2≤75℃，1℃≤△T1≤5℃，t≥3分钟。
7.根据权利要求5所述的热泵干衣机控制方法，其特征在于：t11＝1分钟，t21＝2分钟；t12＝1分钟，t22＝5分钟。
8.一种具有如权利要求1-7任一所述控制方法的热泵干衣机，其特征在于：热泵干衣系统还包括辅助冷凝器，辅助冷凝器和主冷凝器串联，由制冷剂循环管道依次将压缩机、主冷凝器、辅助冷凝器、节流装置、蒸发器再至压缩机连接。
9.根据权利要求8所述的热泵干衣机，其特征在于：所述的辅助冷凝风机带动的气流作用于辅助冷凝器与压缩机的换热面积上，主冷凝器在制冷剂出口附近设有冷凝器温度传感器，以检测主冷凝器的表面温度。
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