CN105466078A - 一种热泵系统、洗干一体机及干衣机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热泵加热除湿领域，具体涉及一种热泵系统、洗干一体机及干衣机。热泵系统包括蒸发器、压缩机、冷凝器以及制冷剂调节子系统，蒸发器、压缩机、冷凝器以及制冷剂调节子系统通过管道依次连通形成制冷剂循环回路，制冷剂调节子系统包括并联连接在蒸发器和冷凝器之间的第一支路和第二支路；第一支路包括出口与蒸发器入管口相连的第一节流装置以及位于所述第一节流装置和冷凝器之间的储液装置；第二支路上串联有第二节流装置。在温度高时，储液装置使得容纳制冷剂的空间增大，压力负荷不会快速上升；在低温时，容纳制冷剂的空间减小，压缩机负荷上升较快。

Description

一种热泵系统、洗干一体机及干衣机

技术领域

本发明涉及热泵加热除湿领域，具体涉及一种热泵系统、洗干一体机及干衣机。

背景技术

现有技术中的干衣机包括直排式干衣机和冷凝式干衣机。直排式干衣机和冷凝式干衣机均是在箱体内的滚筒上接通空气流入通路和空气流出通路。直排式和冷凝式的干衣机的不同之处在于，直排式干衣机的空气流入通路内安装有用于给流入洗衣筒内的空气进行加热的加热器；冷凝式干衣机的空气流入通路和空气流出通路连通形成风道，风道内不仅安装有用于给流入洗衣筒内的空气进行加热的加热装置以及将加热装置加热后的空气送入滚筒内的风扇，还安装有对从洗衣筒内流出的高温气体进行降温的冷凝装置。同样，现有洗干一体机的烘干系统也和干衣机相同。

现有技术中，许多直排式干衣机或洗干一体机在烘干过程中采用热泵烘干方式，采用热泵烘干方式的洗干一体机或干衣机中的热泵系统用于对流经风道的空气进行除湿加热。热泵系统包括蒸发器、压缩机、冷凝器以及节流装置，所述蒸发器、压缩机、冷凝器以及节流装置通过管道依次连通形成制冷剂循环回路。热泵系统的蒸发器设置于风道的进风口处，热泵系统内的制冷剂进入蒸发器内时，蒸发器将液态制冷剂蒸发为气态制冷剂，此过程中，蒸发器吸收周围的热量，作为风道内的冷凝装置，用于对流经风道的空气进行冷凝。热泵系统的冷凝器位于所述风机与蒸发器之间的风道内，热泵系统内的制冷剂进入冷凝器内时，冷凝器将高温高压的气态制冷剂变为低温高压的气态制冷剂，此时冷凝器将向外界放出热量，作为风道内的加热装置，用于加热流经风道的空气。

但是，现有技术中采用热泵烘干方式的滚筒式洗干一体机或干衣机，在低温环境下，比如0℃环境下，由于漂洗衣物的水温也仅略高于0℃，烘干开始阶段，从洗衣/干衣筒内吹出的空气温度接近0℃。这种情况下，热泵系统的蒸发器内的制冷剂饱和压力下的饱和温度远低于0℃，压缩机系统的负荷低，输入功率小。而烘干空气的热量来源于压缩机系统的电力输入，所以洗衣干衣内的温度上升也极其缓慢，不利于烘干衣物的效率。并且蒸发温度长时间保持在0℃以下低温环境中，蒸发器与滚筒内吹出的潮湿空气接触，蒸发器翅片表面会大量凝结霜冻，蒸发器有效面积减小，并会阻塞循环风道中风的循环，使压缩机系统的制冷剂在蒸发器中不能完全汽化，出现液体状态的制冷剂沿压缩机吸气管进入压缩机，造成压缩机故障。

现有的解决方案为:1、在冷凝器后面增加辅助加热管(丝)，经过冷凝器被加热的空气继续被加热管(丝)再加热，在低温环境下获得高的烘干温度，但是能耗水平会提高；2、采用变频压缩机，低温下或者需要加快烘干时间时，使用较高的运转频率进行工作，但增加的成本较多；3、使用大容量压缩机，但在常温下，使用大排量压缩机的能耗会较高；4、采用多排气腔压缩机，该方案同样会增加运行成本。

基于以上描述，亟需要一种新的热泵系统，以解决现有技术中存在的衣物烘干效率低，压缩机容易出故障的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热泵系统，该系统可以提高低温环境下压缩机的负荷上升速率。

本发明的再一个目的在于提供一种洗干一体机，该洗干一体机内设置有上述的热泵系统，可以提高衣物烘干效率。

本发明的还一个目的在于提供一种干衣机，该干衣机内设置有上述的热泵系统，可以提高衣物烘干效率。

本发明实施例采用以下技术方案：

一种热泵系统，包括蒸发器、压缩机、冷凝器以及制冷剂调节子系统，所述蒸发器、压缩机、冷凝器以及制冷剂调节子系统通过管道依次连通形成制冷剂循环回路，所述制冷剂调节子系统包括并联并联连接在蒸发器和冷凝器之间的第一支路和第二支路；

所述第一支路包括出口与蒸发器入管口相连的第一节流装置以及位于所述第一节流装置和冷凝器之间的储液装置；

所述第二支路上串联有第二节流装置。

作为优选，所述第二支路和第一支路通过换向阀与所述冷凝器的出管口相连。

作为优选，所述冷凝器与储液装置之间的第一支路上以及第二节流装置与冷凝器之间的第二支路上分别设置有电磁阀。

作为优选，所述第一节流装置为第一毛细管，所述第二节流装置为第二毛细管，所述第一毛细管的长度小于第二毛细管的长度。

作为优选，所述第一节流装置以及第二节流装置为同一个电子膨胀阀，所述电子膨胀阀的开启度大小可调。

作为优选，所述第一节流装置以及第二节流装置均为电子膨胀阀，所有电子膨胀阀的开启度大小可调。

作为优选，所述储液装置与第一节流装置之间的第一支路上以及第二节流装置与电磁阀之间的第二支路上分别设置有单向阀。

一种洗干一体机，包括外筒、风道以及设置于所述外筒内的内筒，所述风道的进风口和出风口分别连接外筒的后部和前部，所述风道与外筒形成一个闭合的回路，所述风道内设置有风机，还包括以上任一项所述的热泵系统，所述热泵系统的蒸发器设置于所述风道的进风口处，用于对流经风道的空气进行冷凝，所述热泵系统的冷凝器位于所述风机与蒸发器之间的风道内，用于加热流经风道的空气。

一种干衣机，包括箱体、风道以及安装在所述箱体内的干燥筒，所述风道的进风口和出风口分别连接干燥筒的后部和前部，与干燥筒形成一个闭合的回路，所述风道内设置有风机，还包括以上任一项所述的热泵系统，所述热泵系统的蒸发器设置于所述风道的进风口处，用于对流经风道的空气进行冷凝，所述热泵系统的冷凝器位于所述风机与蒸发器之间的风道内，用于加热流经风道的空气。

作为优选，在所述风机与所述风道的出风口之间的风道内设置有辅助电加热装置。

本发明实施例提出的技术方案的有益技术效果是：

(1)由于热泵系统的制冷剂调节子系统包括并联连接在蒸发器和冷凝器之间的第一支路和第二支路；所述第一支路包括出口与蒸发器入管口相连的第一节流装置以及位于所述第一节流装置和冷凝器之间的储液装置；所述第二支路上串联有第二节流装置。在环境温度高时，制冷剂的流动方向为：压缩机、冷凝器、第一支路(储液装置、第一节流装置)、蒸发器、压缩机。在环境温度低时，制冷剂的流动方向为：压缩机、冷凝器、第二支路(第二节流装置)、蒸发器、压缩机。所以，在温度高时，储液装置使得容纳制冷剂的空间增大，压力负荷不会快速上升。而在低温时，制冷剂从冷凝器中只经过第二节流装置进入蒸发器，由于容纳制冷剂的空间减小，所以压缩机负荷会上升较快，因此可以提高低温环境下压缩机的负荷上升速率。

(2)所述第一毛细管的长度小于第二毛细管的长度，即第二毛细管的长度较长，低温状态设置毛细管较长是为了匹配此环境下蒸发器的过热度，不会由于压力上升较快进入蒸发器的制冷剂过多而蒸发不完全，避免液体状态的制冷剂沿压缩机吸气管进入压缩机所造成的压缩机故障的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明装置实施例提供的热泵系统的结构示意图；

图2是本发明装置实施例提供的干衣机的结构示意图。

图中：

1、制冷剂调节子系统；2、冷凝器；3、蒸发器；4、压缩机；5、风道；6、箱体；7、干燥筒；

11、第一支路；12、第二支路；

111、第一节流装置；112、第一单向阀；114、储液装置；116、第一电磁阀；

121、第二节流装置；122、第二电磁阀；

51、进风口；52、出风口；53、辅助电加热装置；54、风机；55、过滤网。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本方案从一个新的角度对现有技术中存在的低温下压缩机负荷问题进行了解决。图1是本发明装置实施例提供的热泵系统的结构示意图。如图1所示，该热泵系统包括蒸发器3、压缩机4、冷凝器2以及制冷剂调节子系统1，所述蒸发器3、压缩机4、冷凝器2以及制冷剂调节子系统1通过管道依次连通形成制冷剂循环回路。其中，所述制冷剂调节子系统1包括并联连接在蒸发器3和冷凝器2之间的第一支路11和第二支路12。

所述第一支路11包括出口与蒸发器3入管口相连的第一节流装置111以及用于储存制冷剂的储液装置114，所述储液装置114位于所述第一节流装置111和冷凝器2之间。

所述第二支路12上串联有第二节流装置121。

于本实施例中，作为优选方案，所述第二支路12和第一支路11通过换向阀与所述冷凝器2的出管口相连。换向阀与控制器相连接，换向阀根据接收到的控制器发送的信号控制从冷凝器2流出的制冷剂的流向，控制制冷剂流经第一支管11或者第二支路12。所以采用换向阀的目的是控制制冷剂在两个流向之间进行切换。

当然，并不局限于以上方案，作为另一种优选方案，还可以在所述冷凝器2与储液装置114之间的第一支管11上设置第一电磁阀116，在所述第二节流装置121与冷凝器2的出管口之间的第二支路12上设置第二电磁阀122。所述第一电磁阀116和第二电磁阀122均与控制器相连，控制器通过控制第一电磁阀116或第二电磁阀122的开启或关闭来控制从冷凝器2流出的制冷剂的流向，控制制冷剂流经第一支管11或者第二支路12。所以采用电磁阀的目的也是控制制冷剂在两个流向之间进行切换。

以下介绍热泵系统的工作过程：

在环境温度高时，制冷剂的流动方向为：从压缩机4流出的高温高压的气态制冷剂流经冷凝器2，经过冷凝器2的冷凝作用后变为液态的冷凝剂，此过程冷凝器2向外界放热，液态的冷凝剂经过换向阀进入储液装置114，储液装置114对制冷剂进行暂时的储存，之后制冷剂从储液装置114经过第一节流装置111进入蒸发器3，蒸发器3将液态制冷剂进行蒸发，变为气态制冷剂，此过程蒸发器3吸收周围的热量，气态制冷剂沿着管道进入压缩机4。

在环境温度低时，制冷剂的流动方向为：从压缩机4流出的高温高压的气态制冷剂流经冷凝器2，经过冷凝器2的冷凝作用后变为液态的冷凝剂，此过程冷凝器2向外界放热，液态的冷凝剂经过换向阀进入第二支路12，沿着第二支路12进入第二节流装置121，之后流向蒸发器3，蒸发器3将液态制冷剂进行蒸发，变为气态制冷剂，此过程蒸发器3吸收周围的热量，气态制冷剂沿着管道进入压缩机4。

因此，在温度高时，制冷剂会由于储液装置114的空间容纳，压力负荷不会快速上升。而在低温时，压缩机4启动，首先换向阀关闭，使储液装置114内的制冷剂在压缩机4的作用下回流到制冷系统中。之后换向阀接通第二支路12，使制冷剂进行烘干过程循环，此支路由于容纳制冷剂的空间减小，所以压缩机4负荷会上升较快。

于本实施例中，作为优选方案，所述第一节流装置111为第一毛细管，所述第二节流装置121为第二毛细管。

于本实施例中，作为优选方案，所述第一毛细管的长度小于第二毛细管的长度。设置第二毛细管较长是为了匹配低温状态下蒸发器3的过热度。不会由于压力上升较快进入蒸发器3的制冷剂过多而蒸发不完全。

当然，所述第一节流装置111和第二节流装置121的选择并不局限于此，所述第一节流装置111以及第二节流装置121还可以分别使用电子膨胀阀，两条支路上的电子膨胀阀分别与控制器相连，电子膨胀阀根据控制器发送的指令信号调节自身的开启度。第一支路11上的电子膨胀阀正常工作时的开启度大于第二支路12上的电子膨胀阀正常工作时的开启度。

所述第一节流装置111以及第二节流装置121还可以使用同一个电子膨胀阀，电子膨胀阀与控制器相连，电子膨胀阀根据控制器发送的指令信号调节自身的开启度。系统使用不同的支路时，电子膨胀阀的开启度也不同，通常第一支路11正常工作时电子膨胀阀的开启度大于第二支路12正常工作时电子膨胀阀的开启度。

于本实施例中，作为优选方案，所述储液装置114与第一节流装置111之间的第一支路11上设置有第一单向阀112。第一单向阀112的作用是避免制冷剂在低温模式运转下回流到储液装置114内。

于本实施例中，如果第二支路12上的第二电磁阀122到第二毛细管的距离较大，也可以在所述第二节流装置121与第二电磁阀122之间的第二支路113上设置有第二单向阀，避免在高环境温度状态下管道内聚集制冷剂或润滑油。

于本实施例中，作为优选方案，所述储液装置114为储液罐，当然，并不局限于此，还可以选择其储液装置。

本申请还提供了一种干衣机，如图2所示，所述干衣机包括箱体6、风道5以及安装在所述箱体6内的干燥筒7，所述风道5的进风口51和出风口52分别连接干燥筒7的后部和前部，所述风道5与干燥筒7形成一个闭合的回路，所述风道5内设置有风机54。所述干衣机还包括以上所述的热泵系统，所述热泵系统的蒸发器3设置于所述风道5的进风口51处，作为风道5内的冷凝装置，用于对流经风道5的空气进行冷凝，所述热泵系统的冷凝器2位于所述风机54与蒸发器3之间的风道5内，作为风道5内的加热装置，用于加热流经风道5的空气。

于本实施例中，作为优选方案，在所述风机54与所述风道5的出风口52之间的风道5内设置有辅助电加热装置53，用于对流经风道5的空气进行进一步的加热。

于本实施例中，作为优选方案，所述风道5的进风口51处设置有过滤网55，所述过滤网55可以对从干燥筒7进入风道5内的空气进行过滤，防止空气中的毛屑等杂物进入风道5，保障风道5内的清洁卫生。

所述干衣机的烘干过程为：风机54驱动空气在风道5和干燥筒7内循环流动，同时热泵系统的冷凝器2对流经其处的空气进行加热，热空气进入干燥筒7，将衣物中的水汽蒸发出来并带走，然后含有水汽的空气经过热泵系统的蒸发器3，蒸发器3吸收周围的热量使得周围的空气变冷，使得热空气中的水汽受冷凝结成液态水并随自来水一块排出到机外。除去水汽的干燥空气被热泵系统的冷凝器2再次加热，并再次进入干燥筒7干燥衣物。此过程不断循环进行，直至衣物被烘干。

本申请还提供了一种洗干一体机，所述洗干一体机包括外筒、风道以及设置于所述外筒内的内筒，所述风道的进风口和出风口分别连接外筒的后部和前部，所述风道与外筒形成一个闭合的回路，所述风道内设置有风机。所述洗干一体机还包括以上任一项所述的热泵系统，所述热泵系统的蒸发器3设置于所述风道的进风口处，作为风道内的冷凝装置，用于对流经风道的空气进行冷凝，所述热泵系统的冷凝器2位于所述风机54与蒸发器3之间的风道内，作为风道内的加热装置，用于加热流经风道的空气。

于本实施例中，作为优选方案，在所述风机与所述风道的出风口之间的风道内设置有辅助电加热装置，用于对流经风道的空气进行进一步的加热。

所述洗干一体机的烘干过程与所述干衣机的烘干过程相似，在此不做累述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种热泵系统，包括蒸发器、压缩机、冷凝器以及制冷剂调节子系统，所述蒸发器、压缩机、冷凝器以及制冷剂调节子系统通过管道依次连通形成制冷剂循环回路，其特征在于，所述制冷剂调节子系统包括并联连接在蒸发器和冷凝器之间的第一支路和第二支路；

所述第一支路包括出口与蒸发器入管口相连的第一节流装置以及位于所述第一节流装置和冷凝器之间的储液装置；

所述第二支路上串联有第二节流装置。

2.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述第二支路和第一支路通过换向阀与所述冷凝器的出管口相连。

3.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述冷凝器与储液装置之间的第一支路上以及第二节流装置与冷凝器之间的第二支路上分别设置有电磁阀。

4.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述第一节流装置为第一毛细管，所述第二节流装置为第二毛细管，所述第一毛细管的长度小于第二毛细管的长度。

5.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述第一节流装置以及第二节流装置为同一个电子膨胀阀，所述电子膨胀阀的开启度大小可调。

6.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述第一节流装置以及第二节流装置均为电子膨胀阀，所有电子膨胀阀的开启度大小可调。

7.如权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述储液装置与第一节流装置之间的第一支路上以及第二节流装置与电磁阀之间的第二支路上分别设置有单向阀。

8.一种洗干一体机，包括外筒、风道以及设置于所述外筒内的内筒，所述风道的进风口和出风口分别连接外筒的后部和前部，所述风道与外筒形成一个闭合的回路，所述风道内设置有风机，其特征在于，还包括如权利要求1至7任一项所述的热泵系统，所述热泵系统的蒸发器设置于所述风道的进风口处，用于对流经风道的空气进行冷凝，所述热泵系统的冷凝器位于所述风机与蒸发器之间的风道内，用于加热流经风道的空气。

9.一种干衣机，包括箱体、风道以及安装在所述箱体内的干燥筒，所述风道的进风口和出风口分别连接干燥筒的后部和前部，与干燥筒形成一个闭合的回路，所述风道内设置有风机，其特征在于，还包括如权利要求1至7任一项所述的热泵系统，所述热泵系统的蒸发器设置于所述风道的进风口处，用于对流经风道的空气进行冷凝，所述热泵系统的冷凝器位于所述风机与蒸发器之间的风道内，用于加热流经风道的空气。

10.如权利要求9所述的干衣机，其特征在于，在所述风机与所述风道的出风口之间的风道内设置有辅助电加热装置。