CN104233735B - 一种热泵干衣机及干衣方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热泵干衣机及干衣方法，热泵干衣机包括干衣滚筒、热泵系统及循环风系统，所述热泵系统包括压缩机、冷凝器、节流装置及蒸发器，至少所述冷凝器及蒸发器设置在所述干衣滚筒的后部。所述蒸发器位于冷凝器的下方，蒸发器的迎风面位于蒸发器的下方。压缩机的安装空间变大，可选用较大容量的卧式压缩机，提高干衣效率，缩短烘干时间；经过蒸发器处的工作气流中的水汽冷凝后的冷凝水自上而下流动，可冲掉蒸发器迎风面附着的线屑，避免线屑堵塞蒸发器，避免造成工作气流流通不畅，降低烘干效率，充分利用冷凝器及蒸发器的换热面积，提高效率，节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及干衣机领域，尤其是一种热泵干衣机及干衣方法。
背景技术
使用热泵系统干衣，一般都是通过风道将加热的空气由外筒后部送入内筒中与潮湿衣物热交换后，将潮湿降温的空气经冷凝去湿后再加热继续烘干衣物。申请号为200610153406.9的中国专利公开了一种衣物干燥装置。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。
现有热泵干衣机，采用立式压缩机，压缩机、蒸发器、冷凝器放置在滚筒的底部：压缩机和换热器分列在左右两侧（参见图1），蒸发器、冷凝器的体积大约各占底部空间的一半左右，受滚筒底部空间高度的限制，压缩机不能选择大容量的，蒸发器、冷凝器也无法有足够的除湿、加热面积，这导致热泵干衣机烘干时间偏长。
现有热泵干衣机的线屑过滤不充分，会导致热泵模块中的蒸发器铝片堵塞，导致烘干效率降低。
发明内容
本发明的目的为克服现有技术的不足，提供一种热泵干衣机及干衣方法，将压缩机选用较大容量的卧式压缩机，将冷凝器、节流装置及蒸发器设置在干衣滚筒的后部，增加冷凝器及蒸发器的换热面积，从而提高干衣效率，缩短烘干时间，同时蒸发器处的冷凝水向下流动时冲掉蒸发器迎风面附着的线屑，避免堵塞，充分利用冷凝器及蒸发器的换热面积，提高效率，节约能源。
为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：
一种热泵干衣机，包括干衣滚筒、热泵系统及循环风系统，所述热泵系统包括压缩机、冷凝器、节流装置及蒸发器，至少所述冷凝器及蒸发器设置在所述干衣滚筒的后部。
所述干衣滚筒外设置第一外壳和第二外壳，第二外壳设于第一外壳后部，与第一外壳形成腔室，所述冷凝器和蒸发器设于所述腔室内，所述蒸发器位于冷凝器的下方。
所述冷凝器、蒸发器的通风道竖直设置，所述蒸发器优选翅片式蒸发器，蒸发器的翅片沿竖直方向设置。
所述循环风系统包括腔室、风道和循环风机，所述腔室与所述风道相连通，所述循环风机位于所述风道内，所述风道的工作气流入口与干衣滚筒前部的湿热空气出口连通，所述风道的出口与干衣滚筒后部的干热空气进口连通，形成循环风路。
所述风道的工作气流入口与干衣滚筒前部下方的湿热空气出口连通，所述风道的出口与干衣滚筒后部上方的干热空气进口连通。
所述蒸发器的下方设有集水盒，集水盒上设有排水口和水位控制装置，所述排水口与干衣机的排水口连通，所述水位控制装置控制集水盒内的水位达到设定高度后向外排水。
所述集水盒设置在风道内蒸发器的斜下方。
所述压缩机设置在干衣滚筒的下方，或者所述压缩机设置在蒸发器的下方。
一种上述的热泵干衣机的干衣方法，干衣开始，工作气流由下向上依次经过蒸发器和冷凝器，由所述干衣滚筒后部上方流入所述干衣滚筒，自所述干衣滚筒前部下方流出所述干衣滚筒，形成循环。
干衣过程中，衣物中的线屑随工作气流进入风道，附着在蒸发器的下部的迎风面；工作气流中的水蒸气在经过蒸发器时冷凝成冷凝水，冷凝水由上至下流到集水盒中，冷凝水向下流动过程中，将附着在蒸发器下部迎风面的线屑冲下进入集水盒，再经过排水口排出。
采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：
与现有技术中，蒸发器和冷凝器设置在滚筒下方相比，本发明不受空间限制，可增加冷凝器、蒸发器的加热、除湿面积，从而提高干衣效率，缩短烘干时间；将蒸发器和冷凝器安装到干衣滚筒后部，压缩机的安装空间变大，可选用较大容量的卧式压缩机，提高干衣效率，缩短烘干时间；工作气流经过蒸发器时，其中的水汽冷凝成水，自上向下流动，可冲掉附着在蒸发器迎风面的线屑，避免线屑堵塞蒸发器，造成工作气流流通不畅，降低烘干效率，同时，充分利用了冷凝器及蒸发器的换热面积，提高效率，节约能源。
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：现有技术中热泵干衣机的结构图
图2：本发明所述热泵干衣机结构图
图3：本发明所述热泵干衣机另一角度结构图
图4：本发明所述热泵干衣机干衣循环风路图
其中：1、干衣滚筒，2、压缩机，3、冷凝器，4、节流装置，5、蒸发器，6、风道，7、循环风机，8、湿热空气出口，9、干热空气进口，10、集水盒，11、门体，12、第一外壳，13、过滤网，14、排水口，15、第二外壳，16、腔室。
具体实施方式
如图2、图3所示，本发明所述一种热泵干衣机，包括可旋转的干衣滚筒1、热泵系统及循环风系统，所述热泵系统包括压缩机2、冷凝器3、节流装置4及蒸发器5，所述冷凝器3、和蒸发器5设置在干衣滚筒1的后部。压缩机2、蒸发器5和冷凝器3安装在滚筒下方时，安装空间受限，蒸发器5和冷凝器3安装在滚筒后方，可增加冷凝器3、蒸发器5的加热、除湿面积，从而提高干衣效率，缩短烘干时间；将蒸发器5和冷凝器3安装到干衣滚筒1后部，压缩机2的安装空间变大，可选用较大容量的卧式压缩机，提高干衣效率，缩短烘干时间。
干衣滚筒1后部设有干热空气进口9，干衣滚筒1前部设有湿热空气出口8，干热空气进口9与湿热空气出口8有一定的高度差，保证热空气分布到干衣滚筒1的各个部分。
优选干衣滚筒1后部上方设有干热空气进口9，干衣滚筒1前部下方设有湿热空气出口8，干热空气从干热空气进口9进入干衣滚筒1，与干衣滚筒1内部的潮湿衣物充分混合，将潮湿空气带走，变成湿热空气，从湿热空气出口8排出，多次循环，从而将干衣滚筒1内部的潮湿衣物烘干。
如图4所示，循环风系统包括风道6和风道6内的循环风机7，所述风道6的入口与干衣滚筒1前部下方的湿热空气出口连通，所述风道的出口与干衣滚筒1后部上方的干热空气进口连通，形成循环风路。在循环风机7的动力下，工作气流在风道6和干衣滚筒1内循环。
热泵系统包括压缩机2、冷凝器3、节流装置4及蒸发器5，由制冷剂循环管道依次将压缩机2、冷凝器3、节流装置4、蒸发器5再至压缩机2连接组成循环系统，压缩机2对制冷剂进行压缩将产生的高温高压的制冷剂转移至冷凝器3，通过冷凝器3后制冷剂释放热量，释放的热量用于为通过冷凝器3的工作气流加热，制冷剂通过冷凝器后经节流装置4调节，成为低压低温的潮湿气体，低温低压气体通过蒸发器5，在蒸发器5内通过蒸发器5与湿热空气热交换，从湿热空气中吸收热量，变为低温低压饱和气体，进入压缩机2压缩，同时湿热空气冷却，水汽凝结成水。
蒸发器5、冷凝器3设于风道6内，风道6内的工作气流在循环风机7的带动下依次通过蒸发器除湿变为干空气、通过冷凝器被加热变为干热空气、通过干衣滚筒内部变为湿热空气，再通过蒸发器除湿形成干衣循环。
蒸发器5位于冷凝器3的下方，蒸发器5的迎风面位于蒸发器的下方。经过蒸发器处的工作气流上下流动，水汽冷凝后的冷凝水向下流动时冲掉蒸发器5迎风面附着的线屑，避免线屑堵塞蒸发器，造成工作气流流通不畅，降低烘干效率。
蒸发器的下方设有集水盒10，集水盒10上设有水位控制装置、排水口14，所述排水口14与干衣机的排水口14连通，所述水位控制装置控制集水盒10内的水位达到设定高度后向外排水。湿热空气经过蒸发器5时，湿热空气中的水汽冷凝成冷凝水，冷凝水向下流动到集水盒10中，集水盒10中的水达到设定高度后，由水位控制装置控制向外排水。
上述集水盒10设置在蒸发器5的正下方，冷凝水受重力作用向下直接流到集水盒10内，风道6由干衣滚筒1的下部垂直弯折至干衣滚筒1的后部，或者上述集水盒10设置在蒸发器5的斜下方，风道6由干衣滚筒1的下部通过一斜面逐渐过渡弯折至干衣滚筒1的后部，冷凝水通过斜面水槽由蒸发器流至集水盒10，避免风道6中的工作气流突然改变方向形成涡流。
压缩机2设置在干衣滚筒1的下方，由于蒸发器5和冷凝器3移至干衣滚筒1后部后，压缩机2的安装空间变大，所述压缩机2可选用较大容量的卧式压缩机，提高干衣效率，缩短烘干时间。
本发明中定义热泵干衣机放置的平面为水平平面，与水平平面垂直的平面为竖直平面，竖直方向的直线与水平平面垂直。
使用时，在循环风机的作用下，循环风路中空气的流动为：经过热泵系统的空气被冷凝器3加热后，形成干热空气，通过干衣滚筒1后部上方的干热空气进口9进入，干衣滚筒1内的衣物，水分与干热空气产生热交换，水分吸收热量变成蒸气加入干热空气中，进入循环风路，此时空气变为湿热空气，在烘干过程含有大量从干衣滚筒1带出的水分。由于此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，故在干衣滚筒1湿热空气出口8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，热量传递到蒸发器中的制冷剂中。温度降低达到饱和状态，水蒸气析出变为冷凝水，流入蒸发器5下的集水盒10，从集水盒10的排水口14排出。蒸发器5和冷凝器3放置在滚筒后部，蒸发器在冷凝器的下部，风的流动方向自下而上，除了蒸发器5和冷凝器3有足够的空间适用更大的换热量外，还可以利用蒸发器冷凝出的冷凝水清理蒸发器底部迎风面附着的线屑。部分线屑透过线屑过滤器来到蒸发器5位置，大部分会附着在蒸发器的迎风面，而冷凝水自蒸发器顶部往下流动，可将线屑冲洗干净，随冷凝水排出。此时经过蒸发器的空气变为温度相对低的干燥空气。因为热泵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，重新进干衣滚筒，开始新的干燥循环。烘干过程中的热量来源于热泵系统循环利用部分远大于来源于消耗的压缩机的电力输入，所以节省了用电。
实施例一
如图2所示，一种热泵干衣机，包括可旋转的干衣滚筒1、热泵系统及循环风系统，所述热泵系统包括压缩机2、冷凝器3、节流装置4及蒸发器5，所述冷凝器3、和蒸发器5设置在干衣滚筒1的后部。
干衣滚筒1下方还设置有驱动干衣滚筒1转动的电机，电机的输出端连接一皮带，该皮带还与干衣滚筒1连接，电机的输出端转动带动皮带转动，再带动干衣滚筒旋转，从而使干衣滚筒1内部的衣服翻滚，充分与干热空气接触。
干衣滚筒1下方还设置有散热风扇，当压缩机内部负荷超过额定负荷时，起到调节负荷的作用，可设置温度传感器，当周围温度达到设定温度时控制散热风扇开启；或者控制散热风扇启动一定时间停止一定时间在启动，以一定的启停比循环启动散热。
一般烘干中后期，为降低高温下压缩机的工作负荷，散热风机开启，吸入壳体外环境中温度相对较低的风，给压缩机的壳体和干衣滚筒降温，降低干衣滚筒内温度和压缩机负荷。
实施例二
如图3所示，一种热泵干衣机，包括可旋转的干衣滚筒1、热泵系统及循环风系统，所述热泵系统包括压缩机2、冷凝器3、节流装置4及蒸发器5，所述冷凝器3、和蒸发器5设置在干衣滚筒1的后部。
干衣滚筒1的下方还设置有压缩机2，压缩机2对制冷剂进行压缩，将产生的高温高压的制冷剂转移至冷凝器3，通过冷凝器3后制冷剂释放热量，释放的热量用于为通过冷凝器3的工作气流加热，制冷剂通过冷凝器后经节流装置4调节，成为低压低温的潮湿气体，低温低压气体通过蒸发器5，在蒸发器5内通过与湿热空气热交换，从湿热空气中吸收热量，变为低温低压饱和气体，进入压缩机2压缩，同时湿热空气冷却，水汽凝结成水。
由于蒸发器5和冷凝器3移至干衣滚筒1后部后，压缩机2的安装空间变大，所述压缩机2可选用较大容量的卧式压缩机，提高干衣效率，缩短烘干时间。
所述压缩机2也可放置在干衣滚筒1后部，蒸发器5的下方，所述压缩机2可选用较大容量的卧式压缩机，提高干衣效率，缩短烘干时间。
实施例三
本实施例所述一种上述热泵干衣机的干衣方法，干衣开始，风道6中的工作气流经过冷凝器3，冷凝器3散热将工作气流加热后通过干衣滚筒1的干热空气进口9进入干衣滚筒1内部，与衣物的水汽混合形成湿热空气，通过湿热空气出口8进入风道6，经过蒸发器5，蒸发器5热将吸湿热空气中的水蒸气冷凝成冷凝水，冷凝水向下流到集水盒10中，工作气流再次经过冷凝器3被加热，开始新的干衣循环，直至干衣结束。
干衣过程中，衣物中的线屑随湿热空气进入风道6，附着在蒸发器5下部的迎风面，湿热空气中的水蒸气在经过蒸发器5时冷凝成冷凝水，冷凝水向下流到集水盒10中，冷凝水向下流动过程中将附着在蒸发器5迎风面的线屑冲下进入集水盒10，再经过排水口14排出。
实施例四
如图4所示，本实施例所述热泵干衣机的循环风路，干衣滚筒1后部上方设有干热空气进口9，干衣滚筒1前部下方设有湿热空气出口8，干热空气从干热空气进口9进入干衣滚筒1，与干衣滚筒1内部的潮湿衣物充分混合，将潮湿空气带走，变成湿热空气，从湿热空气出口8排出，多次循环，从而将干衣滚筒1内部的潮湿衣物烘干。
循环风系统包括腔室16、风道6和风道6内的循环风机7，所述腔室16与所述风道6连通，所述风道6的入口与干衣滚筒1前部下方的湿热空气出口连通，所述风道的出口与干衣滚,1外部到干衣滚筒1后部上方的干热空气进口连通，形成循环风路。在循环风机7的动力下，工作气流在风道6和干衣滚筒1内循环。
蒸发器5、冷凝器3设于风道6内，蒸发器5位于冷凝器3的下方，蒸发器5的迎风面位于蒸发器的下方。风道6内的工作气流在循环风机7的带动下依次通过蒸发器除湿变为干空气、通过冷凝器被加热变为干热空气、通过干衣滚筒内部变为湿热空气，再通过蒸发器除湿，形成干衣循环。
干衣滚筒1的前部设有衣物投入口，由机门11打开/关闭。
实施例五
如图4所示，所述干衣滚筒外设置第一外壳12和第二外壳15，第二外壳15设于第一外壳12后部，与第一外壳15形成腔室，所述冷凝器3和蒸发器5设于所述腔室内，所述蒸发器5位于冷凝器3的下方。
即所述干衣滚筒1外设置第一外壳12，该第一外壳后部设置第二外壳15，第一外壳12与第二外壳15一体设置或者固定连接，所述第一外壳12与第二外壳15密封连接，第一外壳12与第二外壳15之间隔板上部设有干热空气进口9，第一外壳12与第二外壳15中干衣滚筒底部的风路形成风道6。
第二外壳内设置蒸发器5和冷凝器3，所述蒸发器5位于冷凝器3的下方，冷凝器3、蒸发器5的通风道竖直设置，所述蒸发器优选翅片式蒸发器，蒸发器的翅片沿竖直方向设置。
第二外壳15中工作气流由下至上流动，工作气流中的水汽经过蒸发器5时冷凝成冷凝水，冷凝水由上至下流动。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种热泵干衣机，包括干衣滚筒(1)、热泵系统及循环风系统，其特征在于：所述热泵系统包括压缩机(2)、冷凝器(3)、节流装置(4)及蒸发器(5)，至少所述冷凝器(3)及蒸发器(5)设置在所述干衣滚筒(1)的后部，蒸发器(5)的迎风面位于蒸发器的下方。
2.根据权利要求1所述的热泵干衣机，其特征在于：所述干衣滚筒外设置第一外壳(12)和第二外壳(15)，第二外壳(15)设于第一外壳(12)后部，与第一外壳(15)形成腔室，所述冷凝器(3)和蒸发器(5)设于所述腔室内，所述蒸发器(5)位于冷凝器(3)的下方。
3.根据权利要求2所述的热泵干衣机，其特征在于：所述冷凝器(3)、蒸发器(5)的通风道竖直设置，所述蒸发器优选翅片式蒸发器，蒸发器的翅片沿竖直方向设置。
4.根据权利要求3所述的热泵干衣机，其特征在于：所述循环风系统包括腔室(16)、风道(6)和循环风机(7)，所述腔室(16)与所述风道(6)相连通，所述循环风机(7)位于所述风道(6)内，所述风道(6)的工作气流入口与干衣滚筒(1)前部的湿热空气出口(8)连通，所述风道(6)的出口与干衣滚筒后部的干热空气进口(9)连通，形成循环风路。
5.根据权利要求4所述的热泵干衣机，其特征在于：所述风道(6)的工作气流入口与干衣滚筒(1)前部下方的湿热空气出口(8)连通，所述风道(6)的出口与干衣滚筒后部上方的干热空气进口(9)连通。
6.根据权利要求5所述的热泵干衣机，其特征在于：所述蒸发器(5)的下方设有集水盒(10)，集水盒(10)上设有排水口(14)和水位控制装置，所述排水口(14)与干衣机的排水口连通，所述水位控制装置控制集水盒(10)内的水位达到设定高度后向外排水。
7.根据权利要求6所述的热泵干衣机，其特征在于：所述集水盒(10)设置在风道(6)内蒸发器(5)的斜下方。
8.根据权利要求1所述的热泵干衣机，其特征在于：所述压缩机(2)设置在干衣滚筒(1)的下方，或者所述压缩机(2)设置在蒸发器(5)的下方。
9.一种根据权利要求1-8任一所述的热泵干衣机的干衣方法，其特征在于：干衣开始，工作气流由下向上依次经过蒸发器(5)和冷凝器(3)，由所述干衣滚筒(1)后部上方流入所述干衣滚筒(1)，自所述干衣滚筒(1)前部下方流出所述干衣滚筒(1)，形成循环。
10.根据权利要求9所述的干衣方法，其特征在于：干衣过程中，衣物中的线屑随工作气流进入风道(6)，附着在蒸发器(5)的下部的迎风面；工作气流中的水蒸气在经过蒸发器(5)时冷凝成冷凝水，冷凝水由上至下流到集水盒(10)中，冷凝水向下流动过程中，将附着在蒸发器(5)下部迎风面的线屑冲下进入集水盒(10)，再经过排水口(14)排出。
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