CN108166226B - 干衣设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种干衣设备及其控制方法，所述干衣设备包括用于容置待干燥衣物的腔室以及与所述腔室连通的风道结构和负压产生装置，所述风道结构用于向所述腔室内输送冷气流，所述冷气流用于使待干燥衣物中的水分凝固，所述负压产生装置用于在所述腔室中形成负压环境，以使得所述待干燥衣物中凝固的水分在所述负压环境下升华。本申请提供的干衣设备及其控制方法，能够有效防止衣物因烘干温度过高而出现褶皱、变形、褪色等问题，从而使得干衣效果更好，保证干燥后的衣物质量和外形不变。本申请中的干衣设备及其控制方法，利用升华原理进行干衣，降低了干衣能耗，缩短了干衣耗时，更加环保，干衣效率更高，示意大规模推广使用。

Description

干衣设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及干衣技术领域，具体涉及一种干衣设备及其控制方法。
背景技术
伴随着家电功能智能化多样化的发展，人们对洗衣机的要求越来越高，为满足用户即洗即干的需求，洗衣机不仅要具有洗衣功能，还要具有干衣功能，从而洗干一体机应运而生。
现有的洗干一体机上设置的烘干装置通常为电加热式烘干系统或热泵式烘干系统，其中，电加热式烘干装置采用电加热器或电加热丝来加热空气，利用风机将经过加热的热空气送入滚筒，实现衣物烘干。但采用电加热烘干方式的能耗大，造成资源浪费，同时由于烘干过程温度较高，因此，难以满足热敏性衣物的要求。
采用热泵式烘干系统对空气进行加热，利用热空气对衣物进行烘干的方法，与电加热方式相比能耗有所降低，而且干燥温度能够在-20℃至100℃之间调节。但热泵是烘干系统的烘干时长一般在2h以上，耗时过长。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种干燥速度快、干燥效果好的干衣设备及其控制方法。
为达到上述目的，第一方面，本发明采用以下技术方案：
一种干衣设备，所述干衣设备包括用于容置待干燥衣物的腔室以及与所述腔室连通的风道结构和负压产生装置，所述风道结构用于向所述腔室内输送冷气流，所述冷气流用于使待干燥衣物中的水分凝固，所述负压产生装置用于在所述腔室中形成负压环境，以使得所述待干燥衣物中凝固的水分在所述负压环境下升华。
优选地，所述风道结构还用于向所述腔室内输送热气流，所述热气流用于对处于所述负压环境下的待干燥衣物加热，以促进所述待干燥衣物中凝固的水分的升华。
优选地，所述干衣设备还包括制冷部，用于对所述风道结构中的气流进行冷却；和/或，
所述干衣设备还包括制热部，用于对所述风道结构中的气流进行加热。
优选地，所述腔室的腔壁上设置有进风口和出风口，所述风道结构包括第一风道部和第二风道部；
所述第一风道部的第一端与所述出风口连通，所述第一风道部的第二端与所述进风口连通，所述制冷部设置于所述第一风道部的内腔中；和/或，
所述第二风道部的第一端与外部环境连通，所述第二风道部的第二端与所述进风口连通，所述制热部设置于所述第二风道部的内腔中。
优选地，所述风道结构还包括进风风道部，所述第一风道部和第二风道部的第二端均与所述进风风道部的一端连接，所述进风风道部的另一端与所述进风口连接。
优选地，所述干衣设备还包括开关装置，用于打开和关闭所述第一风道部。
优选地，所述干衣设备还包括气流驱动部件，用于驱动气流在所述第一风道部和所述腔室之间循环流动。
优选地，所述干衣设备还包括热泵系统，所述热泵系统的冷媒循环流路上设置有第一换热器和第二换热器，所述第一换热器形成所述制冷部，所述第二换热器形成所述制热部。
优选地，所述干衣设备还包括用于检测所述腔室中衣物重量的重量检测装置；和/或，
所述干衣设备还包括用于检测所述负压产生装置抽出的气体湿度的湿度检测装置。
优选地，所述重量检测装置和/或所述湿度检测装置的外部设置有保温结构。
为达上述目的，第二方面，本发明采用以下技术方案：
一种干衣设备的控制方法，用于对上述的干衣设备进行控制，所述控制方法包括冷冻步骤和升华步骤，在冷冻步骤中，向所述腔室内输送冷气流，以使待干燥衣物中的水分凝固，在升华步骤中，通过所述负压产生装置在所述腔室中形成负压环境，以使得待干燥衣物中凝固的水分升华。
优选地，在升华步骤中，向所述腔室内输送热气流，以促进待干燥衣物中凝固的水分升华。
为达上述目的，第三方面，本发明采用以下技术方案：
一种干衣设备的控制方法，用于对上述干衣设备进行控制，所述控制方法包括冷冻步骤和升华步骤，在冷冻步骤中，向所述腔室内输送冷气流，以使待干燥衣物中的水凝固，在升华步骤中，通过所述负压产生装置在所述腔室中形成负压环境，以使得待干燥衣物中凝固的水分升华；
在所述冷冻步骤中，获取所述待干燥衣物的重量，当所述待干燥衣物的重量在第一预定时长内的变化量小于预定变化量时，控制所述干衣设备进入所述升华步骤；和/或，
在所述干衣设备进入所述升华步骤第二预定时长后，获取所述负压产生装置抽出的气体湿度，当所述气体湿度低于预定湿度值时控制所述干衣设备退出所述升华步骤。
本申请提供的干衣设备及其控制方法，能够有效防止衣物因烘干温度过高而出现褶皱、变形、褪色等问题，从而使得干衣效果更好，保证干燥后的衣物质量和外形不变。
本申请中的干衣设备及其控制方法，利用升华原理进行干衣，降低了干衣能耗，缩短了干衣耗时，更加环保，干衣效率更高，示意大规模推广使用。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出本发明具体实施方式提供的干衣设备的侧视图；
图2示出本发明具体实施方式提供的干衣设备的风道结构和热泵系统的连接结构示意图；
图3示出本发明具体实施方式提供的干衣设备控制方法的原理图。
图中，
1、腔室；11、内筒；12、外筒；13、进风口；14、出风口；
2、风道结构；21、第一风道部；211、第一端；212、第二端；213、制冷部；22、第二风道部；221、第一端；222、第二端；223、制热部；23、出风风道部；24、进风风道部；
3、负压产生装置；
4、开关装置；41、挡板；
5、气流驱动部件；
6、热泵系统；61、第一换热器；62、第二换热器；63、节流装置；64、压缩机；
7、重量检测装置；
8、过滤装置。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
如图1、图2所示，本申请提供了一种干衣设备，用于对衣物进行干燥。该干衣设备可以是专门用于对衣物进行干燥的设备，例如干衣机，也可以是与洗衣设备结合在一起的洗干一体机。所述干衣设备包括用于容置待干燥衣物的腔室1以及与所述腔室1连通的风道结构2和负压产生装置3，其中，所述负压产生装置3用于在所述腔室1中形成负压环境，以使得所述待干燥衣物中凝固的水分在所述负压环境下升华，从而将衣物干燥。所述负压产生装置3可以设置在所述腔室1与干衣设备外壳之间的任何位置，只要将所述负压产生装置3与所述腔室内部相连通即可。优选地，如图1所示，所述负压产生装置3设置在所述腔室1的底部(参照图1所示的方位)。当所述干衣设备为洗干一体机时，所述腔室1由所述洗干一体机的滚筒的内筒11构成，所述负压产生装置3设置在所述滚筒的外筒12与所述洗干一体机的外壳之间。
在一个具体的实施例中，所述风道结构2用于向所述腔室1内输送冷气流，所述冷气流用于使待干燥衣物中的水分凝固。水分凝固后，所述负压产生装置3在所述腔室1中形成负压环境，待干燥衣物中凝固的水分升华，以达到干衣的效果。
在一个更加优选的实施例中，所述风道结构2不仅用于向所述腔室1内输送冷气流，还用于向所述腔室1内输送热气流，所述热气流用于对处于所述负压环境下的待干燥衣物加热，以促进所述待干燥衣物中凝固的水分的升华。通过向所述腔室1中输送热气流能够进一步提高干燥效率，加快干燥速度，提升用户体验。
进一步地，所述干衣设备还包括制冷部213和制热部223，所述制冷部213用于对所述风道结构2中的气流进行冷却，以使所述风道结构2能够向所述腔室1中输入冷气流。所述制热部223用于对所述风道结构2中的气流进行加热，以使所述风道结构2能够向所述腔室1中输入热气流。当然，可以理解的是，在室外环境温度较低时，进入所述腔室1中的冷气流也可以不通过制冷部213进行冷却，而是将所述风道结构2直接与室外环境相连接，将室外的冷气流引入到所述腔室1中，使待干燥衣物中的水分凝固。同理，当室外环境温度较高时，进入所述腔室1中的热气流也可以不通过制热部223进行加热，而是将所述风道结构2直接与室外环境相连接，将室外的热气流引入到所述腔室1中。当干衣设备在南方夏天的湿热环境中使用时，优选地，在所述风道结构2中设置除湿装置(图中未示出)，以向所述腔室1中引入干燥的热气流，进而保证干衣效果。
更进一步地，所述腔室1的腔壁上设置有进风口13和出风口14，所述风道结构2包括第一风道部21和第二风道部22。其中，所述第一风道部21的第一端211与所述出风口14连通，所述第一风道部21的第二端212与所述进风口13连通，所述制冷部213设置于所述第一风道部21的内腔中，所述第一风道部21用于向所述腔室1中通入冷气流。所述第二风道部22的第一端221与外部环境连通，优选地，为了保证从外部环境中的进入到所述第二风道部22中的气流都是洁净的，在所述第二风道部22中设置有过滤装置8，所述过滤装置8对所述第二风道部22中的气流进行过滤。所述第二风道部22的第二端222与所述进风口13连通，所述制热部223设置于所述第二风道部22的内腔中，所述第二风道部22用于向所述腔室1中通入热气流。为了简化风道结构2，缩小所述风道结构2所占用的空间，所述风道结构2还包括进风风道部24和出风风道部23，所述第一风道部21和第二风道部22的第二端212、222均与所述进风风道部24的一端连接，所述进风风道部24的另一端与所述进风口13连接。所述出风风道部23的一端与所述第一风道部21的第一端211相连接，所述出风风道部23的另一端与所述腔室1的出风口14连接。
为了便于在所述第一风道部21与所述第二风道部22之间进行切换，以使所述风道结构2既能够向所述腔室1中输送冷气流，又能够向所述腔室1中输送热气流，所述干衣设备包括开关装置4，所述开关装置4用于打开和关闭所述第一风道部21。在一个具体的实施例中，如图2所示，所述第一风道部21为管状结构，所述开关装置4为设置在所述第一风道部21的管壁上并能够进行翻转的挡板41。所述挡板41的一端与所述第一风道部21的管壁铰接，所述挡板41的另一端为自由端，能够在第一位置(图2中c点)与第二位置(图2中b点)之间移动。当所述挡板41的自由端移动至所述第一位置时，所述挡板41形成所述第一风道部21的管壁的一部分，当所述挡板41的自由端移动至所述第二位置时，所述挡板41将所述第一风道部21封闭。当然，可以理解的是，在对所述挡板41进行翻转过程中，也即控制所述挡板41的自由端在所述第一位置与第二位置之间进行切换时，可以通过比如电磁继电器等控制部件对其进行控制，所述电磁继电器与所述干衣设备的控制器相连接，以根据不同的干衣阶段控制所述挡板41的自由端进行切换。
为了加快干衣速率，所述干衣设备还包括气流驱动部件5，用于驱动气流在所述第一风道部21和所述腔室1之间循环流动。在一个具体的实施例中，所述气流驱动部件5为风机，所述风机优选设置在所述第一风道部21中，以使得所述第一风道部21中的冷气流能够快速循环。同时，由于所述第二风道部22的第一端221与外部环境连通，因此，将所述风机设置在所述第一风道部21中能够避免将外部环境中的气流混入到所述冷气流一起输送至所述腔室1中而影响待干燥衣物中的水分凝固。
为了进一步降低干衣设备的耗能，同时增强所述干衣设备的干燥效果，所述干衣设备包括热泵系统6。所述热泵系统6可以根据干衣设备内部的结构不同，设置在所述腔室1的顶部或底部，相应的所述风道结构2需要根据所述热泵系统6的位置进行调整。具体地，所述热泵系统6的冷媒循环流路上设置有第一换热器61和第二换热器62，所述第一换热器61形成所述制冷部213，即所述第一换热器61为蒸发器；所述第二换热器62形成所述制热部223，即所述第二换热器62为冷凝器。在所述第一换热器61与所述第二换热器62之间设置有节流装置63，所述节流装置63优选为节流阀。所述热泵系统6还包括压缩机64，所述第一换热器61和所述第二换热器62分别与所述压缩机64相连接。所述冷媒在压缩机64、第二换热器62、节流装置63、第一换热器61之间流动，形成冷媒循环回路。
为了对所述干衣设备的干衣过程进行精准控制，所述干衣设备还包括用于检测所述腔室中衣物重量的重量检测装置7，以根据所述重量检测装置7检测到的待干燥衣物的重量或者重量变化量对所述干衣过程进行控制。所述干衣设备还包括用于检测所述负压产生装置抽出的气体湿度的湿度检测装置(图中未示出)，以根据所述湿度检测装置检测的气体湿度判断衣物干燥情况。优选地，所述重量检测装置7设置在所述腔室1的侧壁上，所述湿度检测装置设置在所述负压产生装置3的排气口位置处。另外，由于本申请中的干衣设备需要向所述腔室1中通入热气流和冷气流，造成所述重量检测装置7和所述湿度检测装置处于温差较大的环境中，因此，为了保证所述重量检测装置7和所述湿度检测装置不受温度影响，能够一直处于稳定准确的工作状态，在所述重量检测装置7和所述湿度检测装置的外部设置有保温结构。所述保温结构优选为包裹在所述重量检测装置和所述湿度检测装置外部的锡箔纸。
本申请还提出了一种干衣设备的控制方法，用于对如图1、图2所示的干衣设备进行控制，以对干衣设备中的待干燥衣物进行干燥。所述干衣设备可以是单独的干衣设备，也可以是与洗衣设备一体的洗干一体机，当所述干衣设备为洗干一体机时，所述腔室为所述洗干一体机的滚筒。如图3所示，本申请中的干衣设备是利用升华原理进行衣物干燥的，图中OA为融化线，OB为升华线，OC为沸腾线，三条线的交点O点为三相点，在O点处，水分以固态、液态和气态三相同时存在。若水分凝固为冰，且其所处环境中的气压低于O点的气压，此时若冰进行加热，冰不经过液态而直接升华为水蒸气。根据上述原理，先对待干燥衣物进行冷冻，使待干燥衣物中的水分变为固态，而后在腔室中形成负压环境，实现衣物中水分的快速升华，从而达到对衣物进行干燥的效果。由于在常压下，气体分子的平均自由程很小，冰升华产生的水分子极易与空气中的其他气体分子产生碰撞而再次回到升华面处，造成在常压下升华过程非常缓慢。本申请通过设置负压产生装置，在所述腔室中形成负压环境，降低腔室中的压强，确保腔室中的气体中的水蒸气的分压低于对应的饱和蒸气压，以提高升华速率，加快衣物干燥速度。
本申请中的干衣设备的控制方法包括冷冻步骤和升华步骤，在冷冻步骤中，向所述腔室1内输送冷气流，以使待干燥衣物中的水分凝固，在升华步骤中，通过所述负压产生装置3在所述腔室1中形成负压环境，以使得待干燥衣物中凝固的水分升华。为了进一步加快升华速率，在升华步骤中，向所述腔室1内输送热气流，以促进待干燥衣物中凝固的水分升华。
在一个优选的实施例中，干衣设备包括重量检测装置7和湿度检测装置，所述重量检测装置7检测所述腔室1中的待干燥衣物的重量，所述湿度检测装置检测所述负压产生装置3抽出的所述腔室1中的气流的湿度。在所述冷冻步骤中，获取所述待干燥衣物的重量，当所述待干燥衣物的重量在第一预定时长内的变化量小于预定变化量时，控制所述干衣设备进入所述升华步骤。在所述干衣设备进入所述升华步骤第二预定时长后，获取所述负压产生装置3抽出的气体湿度，当所述气体湿度低于预定湿度值时控制所述干衣设备退出所述升华步骤。优选地，所述第一预定时长范围为2分钟至5分钟，所述预定变化量为10克至30克，所述第二预定时长为50分钟至70分钟，所述预定湿度值为相对湿度0至5％。当然，可以理解的是，判断所述腔室1中的衣物中的水分是否完全变为冰的方法有多种，比如所述重量检测装置7为重量传感器，当所述重量传感器7的数值在一段时间内不再变化时，则所述冷冻步骤完成。
进一步地，在冷冻步骤中，所述挡板41的自由端在第一位置处，所述第一风道部21分别与所述进风风道部24和所述出风风道部23相连通，以将所述第一风道部21中的冷气流输送至所述腔室1中。在冷冻步骤中，所述气流驱动部件5开启，所述压缩机64中流出的高温高压冷媒进入到所述第二换热器62中，高温高压的冷媒在所述第二换热器62中冷凝放热变为气液混合物，而后进入到所述第一换热器61中吸热蒸发变为气态冷媒，进而回流到所述压缩机64中，形成冷媒循环回路。由于所述第一换热器61位于所述第一风道部21中，所述第一换热器61中的冷媒与所述第一风道部21中的气流进行换热，冷媒吸收所述第一风道部21中的气流的热量，以形成冷气流，所述冷气流通过所述第一风道部21、进风风道部24进入到所述腔室1中，以使待干燥衣物中的水分变为冰。在所述腔室1中经过换热后的气流进入到所述出风风道部23，接着再次回到所述第一风道部21中再次进行换热，变为冷气流后再次进入到所述腔室1中。
在升华步骤中，所述挡板41的自由端由第一位置移动至第二位置将所述第一风道部21封闭，所述气流驱动部件5也不启动。同时，在该步骤中，所述负压产生装置3启动，在所述腔室1中形成负压状态，从而在所述腔室1内部与外部环境之间形成压力差，在压力差的作用下，室外环境中的气体进入到所述第二风道部22中，进而通过所述进风风道部24进入到腔室1中，使待干燥衣物中固态的水分，即冰，直接升华为气态，对衣物进行干燥。在升华步骤中，所述第二风道部22中的第二换热器62中的冷媒与所述第二风道部22中的气流进行加热，以加快升华速度。
当本申请中的干衣设备在寒冷地区使用时，比如秋冬季节的东北，环境中的温度能够达到，零下50℃至零下5℃，在该温度下，衣物中的水分能够快速冻结。因此，在对衣物进行干燥时，无需热泵系统6的第二换热器62对进入到所述腔室1中的气流进行冷却就能够将腔室1中的衣物冻住，能够进一步降低能耗，节约资源。
当然，可以理解的是，本申请中的热泵系统不仅仅包含上述描述的结构，还可以是压缩式、吸气式、半导体式、化学式等等，还可以利用磁制冷的方式对冷冻步骤中进入到所述腔室中的气流进行冷却。
本申请中的干衣设备是利用冷冻干燥技术对衣物进行干燥的，在干燥过程中，衣物中水分凝结成的冰是由衣物表面开始逐渐向内部进行升华的，因此，衣物原本的形状不会受到影响，也就不会出现衣物变形的情况。同时，由于升华过程中只有衣物中的水分从衣物中脱出，溶解于水分中的溶质析出而不随水分升华迁移，因此，干燥后衣物不会出现褪色等情况，衣物保存效果更好。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种干衣设备，其特征在于，所述干衣设备包括用于容置待干燥衣物的腔室以及与所述腔室连通的风道结构和负压产生装置，所述风道结构用于向所述腔室内输送冷气流，所述冷气流用于使待干燥衣物中的水分凝固，所述负压产生装置用于在所述腔室中形成负压环境，以使得所述待干燥衣物中凝固的水分在所述负压环境下升华。
2.根据权利要求1所述的干衣设备，其特征在于，所述风道结构还用于向所述腔室内输送热气流，所述热气流用于对处于所述负压环境下的待干燥衣物加热，以促进所述待干燥衣物中凝固的水分的升华。
3.根据权利要求2所述的干衣设备，其特征在于，所述干衣设备还包括制冷部，用于对所述风道结构中的气流进行冷却；和/或，
所述干衣设备还包括制热部，用于对所述风道结构中的气流进行加热。
4.根据权利要求3所述的干衣设备，其特征在于，所述腔室的腔壁上设置有进风口和出风口，所述风道结构包括第一风道部和第二风道部；
所述第一风道部的第一端与所述出风口连通，所述第一风道部的第二端与所述进风口连通，所述制冷部设置于所述第一风道部的内腔中；和/或，
所述第二风道部的第一端与外部环境连通，所述第二风道部的第二端与所述进风口连通，所述制热部设置于所述第二风道部的内腔中。
5.根据权利要求4所述的干衣设备，其特征在于，所述风道结构还包括进风风道部，所述第一风道部和第二风道部的第二端均与所述进风风道部的一端连接，所述进风风道部的另一端与所述进风口连接。
6.根据权利要求4所述的干衣设备，其特征在于，所述干衣设备还包括开关装置，用于打开和关闭所述第一风道部。
7.根据权利要求4所述的干衣设备，其特征在于，所述干衣设备还包括气流驱动部件，用于驱动气流在所述第一风道部和所述腔室之间循环流动。
8.根据权利要求3至7之一所述的干衣设备，其特征在于，所述干衣设备还包括热泵系统，所述热泵系统的冷媒循环流路上设置有第一换热器和第二换热器，所述第一换热器形成所述制冷部，所述第二换热器形成所述制热部。
9.根据权利要求1至7之一所述的干衣设备，其特征在于，所述干衣设备还包括用于检测所述腔室中衣物重量的重量检测装置；和/或，
所述干衣设备还包括用于检测所述负压产生装置抽出的气体湿度的湿度检测装置。
10.根据权利要求9所述的干衣设备，其特征在于，所述重量检测装置和/或所述湿度检测装置的外部设置有保温结构。
11.一种干衣设备的控制方法，用于对权利要求1至10之一所述的干衣设备进行控制，其特征在于，所述控制方法包括冷冻步骤和升华步骤，在冷冻步骤中，向所述腔室内输送冷气流，以使待干燥衣物中的水分凝固，在升华步骤中，通过所述负压产生装置在所述腔室中形成负压环境，以使得待干燥衣物中凝固的水分升华。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，在升华步骤中，向所述腔室内输送热气流，以促进待干燥衣物中凝固的水分升华。
13.一种干衣设备的控制方法，用于对权利要求9或10所述的干衣设备进行控制，其特征在于，所述控制方法包括冷冻步骤和升华步骤，在冷冻步骤中，向所述腔室内输送冷气流，以使待干燥衣物中的水凝固，在升华步骤中，通过所述负压产生装置在所述腔室中形成负压环境，以使得待干燥衣物中凝固的水分升华；
在所述冷冻步骤中，获取所述待干燥衣物的重量，当所述待干燥衣物的重量在第一预定时长内的变化量小于预定变化量时，控制所述干衣设备进入所述升华步骤；和/或，
在所述干衣设备进入所述升华步骤第二预定时长后，获取所述负压产生装置抽出的气体湿度，当所述气体湿度低于预定湿度值时控制所述干衣设备退出所述升华步骤。
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