CN108289589B - 具有热泵的家用器具及用于运行家用器具的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家用器具，所述家用器具具有热泵(2)，所述热泵(2)包括布置在所述家用器具(1)的空气通道(18)内的第一换热器(3)、以及第二换热器(4)。所述热泵(2)包括用于使制冷剂通过所述热泵(2)的流动方向反向的装置(7)。所述家用器具(1)还包括用于向所述第二换热器(4)提供水的装置，所述第二换热器(4)构造成在所述热泵(2)的第一运行模式下将热从制冷剂传递给水，在所述第一运行模式中所述第二换热器(4)运行为冷凝器。所述第二换热器(4)还构造成在所述热泵(2)的第二运行模式下将热从水传递给制冷剂。本发明还涉及一种用于运行这种家用器具(1)的方法。

Description

具有热泵的家用器具及用于运行家用器具的方法

技术领域

本发明涉及一种具有可逆热泵的家用器具。本发明还涉及一种用于运行这种家用器具的方法。

背景技术

文献EP2466001A1和EP2497856A1均描述了一种具有可逆热泵的家用洗涤衣物干燥机。在这些文献中，热泵包括四通阀，所述四通阀允许将第一换热器用作用于加热引入干燥机的筒中的空气的冷凝器并允许第二换热器用作蒸发器。切换四通阀能够使第一换热器用作蒸发器而第二换热器用作冷凝器。在四通阀的第一切换状态下，离开干燥机的筒的湿热空气流过蒸发器并被除湿。在热泵的反向运行模式中，第一换热器运行为蒸发器且冷空气被引入筒内以清新化干燥的洗涤衣物。

此外，文献JP2008136484A描述了一种具有热泵的洗涤衣物干燥机。

构造成洗衣-干燥机的家用器具由于洗衣-干燥机将洗涤功能和干燥功能集成在同一器具中而具有节约空间这一普遍性优点。不同类型的洗衣-干燥机可以是不同的。

在第一种类型中，干燥通过将湿热空气排放到洗衣-干燥机所在的房间中或排放到室外来进行。在这种情况下，洗衣-干燥机中所容纳的湿洗涤衣物的干燥通过施加由风扇吹动的加热空气流来进行。该空气流在流过洗涤衣物时促使洗涤衣物中的水分被带出。施加给洗涤衣物的空气可以例如借助于电阻来加热。经加热的空气然后被加载以蒸发的水汽。随后，湿空气被排放到外部。

其它类型的洗衣-干燥机使处理空气再循环并使包含在处理空气中的水分冷凝。在这种情况下，空气中的湿气可以被冷凝，从而将携带有湿气的空气转换成可以在闭合回路中再循环的干燥空气。来自湿空气的湿气由此被还原成液态。对于冷凝过程，该过程的三种不同类型的执行方式可以被限定。

第一类型利用新鲜空气来冷凝。在这种已知的冷凝式洗衣-干燥机中，湿空气的冷凝借助于空气-空气换热器来执行，在所述空气-空气换热器中，换热流体之一是来自环境的冷空气(外部空气)，它没有与流过换热器的湿空气直接接触，但是存在热接触。这使得湿空气流被降温并被去除水分。制冷空气或冷却空气抽取自环境，然后被加热并在流过换热器后随后再次被驱向环境。空气可以通过附加的风扇来推动。这些洗衣-干燥机具有以下缺点：它们会在被加热的制冷空气返回洗衣-干燥机所在的房间时在房间的环境中产生热。附加地，冷凝是通过耗费来自处理空气的能量而进行的。这使得该过程是低效的。

第二种类型利用新鲜水来冷凝。在这种已知的冷凝式洗衣-干燥机中，湿空气的冷凝通过被取自水源的制冷水或冷却水冷却来进行。水可以与湿空气直接对流式接触。这些洗衣-干燥机具有它们的制冷水消耗的缺陷。此外，冷凝是通过消耗处理空气回路中的能量而进行的。这些洗衣-干燥机由此也是低效的。

第三种类型利用空气-制冷剂热泵系统来冷凝。利用热泵来冷凝空气的洗衣-干燥机是已知的，这类洗衣-干燥机包括具有压缩机、冷凝器和蒸发器的热泵。在这些洗衣-干燥机中，施加给被干燥的洗涤衣物的空气流借助于热泵冷凝器来加热并通过风扇被推动。冷凝通过使湿空气流过热泵蒸发器的冷面而被冷却来实现。冷凝器与蒸发器之间的温度差由于以过热气态的方式压缩制冷剂介质而产生。制冷剂能够被干燥空气冷却。制冷剂然后被膨胀并再次被来自洗衣-干燥机的滚筒的湿空气蒸发。这些冷凝式洗衣-干燥机可能具有热泵构造方面、尤其是热泵尺寸方面的缺点。基于热泵系统的设计，可能出现：装置具有不期待的大体积或者意味着洗衣-干燥机的装载能力降低。这可能导致难以将热泵系统装配在洗衣-干燥机的壳体或主体内。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有热泵的改进的家用器具以及一种用于运行家用器具的对应的方法。

该目的是通过具有本发明的相应特征的家用器具和方法来实现。

根据本发明的家用器具具有热泵，所述热泵包括布置在家用器具的空气通道内的第一换热器、以及第二换热器。热泵包括用于使制冷剂通过热泵的流动方向反向的装置。家用器具包括用于向第二换热器供应水的装置。第二换热器构造成在热泵的第一运行模式下将热从制冷剂传递给水，在第二运行模式下第二换热器运行为冷凝器。第二换热器进一步构造成在热泵的第二运行模式下将热从水传递给制冷剂，在第二运行模式下第二换热器运行为蒸发器。这种家用器具是高效的并且热泵易于集成在已有的水冷凝式洗衣-干燥机中。然而，家用器具也可以构造成组合水加热功能和干燥功能的其它类型的家用器具、比如洗碗机。

家用器具在热泵的第一运行模式(第二换热器运行为冷凝器)下能够进行水加热过程。如果经加热的水被用在家用器具中的话，则可以减小能量消耗并缩短洗涤阶段或洗涤时间段的时长。

此外，被运行为蒸发器的第二换热器所冷却的水能干燥来自家用器具的接收空间的空气，在所述接收空间中布置有待干燥的物品比如洗涤衣物(洗衣-干燥机的情况下)或餐具(洗碗机的情况下)。这避免或至少减少了例如根据现有技术的洗衣-干燥机中用于干燥过程的水的浪费。而且，电能消耗可以通过再循环且冷却水而减少。

由此，水加热功能和干燥功能可以在同一家用器具内通过使制冷剂通过热泵的流动方向反向来实现，而相对于现有技术的具有可逆热泵的家用器具减少了额外成本。

热泵的第一换热器运行为空气-制冷剂换热器并且第二换热器运行为水-制冷剂换热器。此时，例如如果水是用于清洗洗涤衣物或餐具的话，那么水不需要一定是纯自来水，而是可以包含有洗涤剂、漂洗助剂或类似物。一个实施例可以是：第二换热器位于任何空气通道之外。

这种改进的家用器具的优点包括：相对于传统的洗衣-干燥机对于干燥阶段具有提高的热力学效率以及由此提高的器具能效。使水再循环穿过家用器具的洗涤腔意味着水洗涤周期过程中水消耗量较低。使水再循环通过家用器具的空气通道意味着干燥周期期间水消耗量较低。由于可以建立缩短的洗涤时长，因而可以在家用器具的标签程序中获取等同或提高的能效。此外，可以对家用器具的用户建立洗涤模式和干燥模式在同一器具中具有更好地组合性能这一清晰的优点。

尤其，通过第二换热器来集成水加热和借助于冷却的水来干燥这一双重功能可以得到低成本的优点。而且，这种集成可以利用尤为简单的方式来实现。这源于以下事实：热泵的已有冷凝方案可以被容易地改型并且无需附加的换热器来将一个功能或一个运行模式切换至另一功能或另一运行模式。

这种改进的家用器具还能实现简单的组装过程。热泵可以作为已有的水冷凝式洗衣-干燥机平台或这种家用器具的一部分而被集成，而热泵的集成具有降低的复杂度和付出。而且，家用器具允许提高设计的灵活性和适应性。例如，尤其可以通过利用不同的制冷剂来设计不同的干燥速度和效率。水的温度可以通过提供再循环穿过第二换热器的水与引入家用器具的新鲜水之间适当的混合比来简易地调节。

此外，冷却回路构件和/或辅助加热装置的特定的设计可以用在家用器具中。附加地，进入家用器具的洗涤腔或缸或滚筒的空气的流量和温度可以尤其在加热阶段期间例如通过打开和关闭空气通道中的阀来控制。

尤其，第二换热器或水/制冷剂换热器不一定非要集成在机器内，而是带来家用器具的高度紧凑性的其它简易集成方式也是可能的。

在热泵的第一运行模式中，即在洗涤阶段期间，第二换热器或水/制冷剂换热器运行为冷凝器，而空气/制冷剂换热器用作蒸发器。在另一方面，在干燥模式或干燥阶段期间，水/制冷剂换热器用作低温的蒸发器，而空气/制冷剂换热器运行为高温的冷凝器。这种干燥模式是热泵的第二运行模式。

优选地，至少一个管路被设置以在第一运行模式中将水引入家用器具的洗涤腔。由此，运行为冷凝器的第二换热器所加热的水可以用来洗涤洗涤腔中的物品、例如洗涤衣物或餐具。因而，可以节约为了加热用于洗涤过程的水而需要提供的能量。然而，水加热也可以通过传统的加热元件比如电加热器来支持。这能实现更快但低能效的洗涤周期。这种更快的洗涤周期或程序可以例如由家用器具的用户来选取。

优选地，所述至少一个管路还能够在第二运行模式下将水引入家用器具的另外的空气通道。由此，被运行为蒸发器的第二换热器冷却的水可以用来对流过所述另外的空气通道的湿空气除湿。

优选地，家用器具包括至少一个再循环管路，所述至少一个再循环管路用于在第一运行模式下将水从家用器具的洗涤腔传送给第二换热器。通过水的这种再循环，水可以多次流过第二换热器或冷凝器直至达到期待的温度或设定的温度。

再循环管路优选地还能够在第二运行模式下将水从家用器具的另外的空气通道传送给第二换热器。在这种情况下，用来冷却所述另外的空气通道中的空气的冷水(并由此用于通过冷凝来降低该空气的湿度)没有像已有的水冷凝式洗衣-干燥机中那样被浪费。而是，水再循环通过热泵蒸发器、即运行为蒸发器的第二换热器。这将水再次冷却，并且该过程可以被重复。水再循环可以通过再循环泵来实现。

优选地，空气通道具有用于外部空气的第一入口，并且风机装置被提供以在第一运行模式下将外部空气传送给第一换热器。通过空气通道的这种设计可以避免已经在第一换热器处冷却的空气进入家用器具的滚筒或洗涤腔。这会由于热泵以第一运行模式运行而使得洗涤腔或滚筒中的水被加速加热。

优选地，空气通道具有用于来自家用器具的洗涤腔的空气的第二入口。此外，布置在空气通道内的风机装置也可以用于再循环空气。这些风机装置用来在热泵的第一运行模式下将外部空气传送给第一换热器。这种构造能够将来自洗涤腔的空气再次加热。为了实现再次加热，此时运行为热泵的冷凝器的第一换热器可以被使用。

优选地，空气通道具有用于在第二运行模式下使来自家用器具的洗涤腔的空气再循环以返回给洗涤腔的第二出口。在此，在热泵以第二运行模式运行时，来自滚筒或缸或洗涤腔的湿空气被已经在第二换热器处将热传输给制冷剂的水冷却。干燥后的空气然后在热泵冷凝器中、即第一换热器中加热并再次与滚筒或缸或洗涤腔中的物品接触。此时，湿气从那些物品被带走。该过程以闭环的方式被重复。风机装置比如风扇轮可以将空气驱入洗涤腔并由此用于空气的再循环。

这种设计允许已经在第一换热器处加热并然后再次引入洗涤腔的空气从洗涤腔再循环。在这种情况下，干燥可以通过使干燥空气进入滚筒或缸或洗涤腔并从来自滚筒或缸的、已经与湿物品比如洗涤衣物(在洗衣-干燥机的情况下)或餐具(在洗碗机的情况下)接触后的湿空气凝结出水来实现。这种干燥由此可以以闭环的方式进行。

优选地，用于关闭和打开上述入口和/或出口中的至少一个的至少一个阀元件被设置。通过操作这种阀元件，可以在热泵的第一运行模式期间避免外部空气或已经在第一换热器处冷却的外部空气进入洗涤腔。而且，可以在干燥阶段期间避免外部空气进入具有第一换热器的空气通道并避免空气从该空气通道排放至外部，其中，在所述干燥阶段中，热泵以第二运行模式运行。所述至少一个阀元件由此能够提高家用器具在热泵的不同运行模式下的效率。

优选地，家用器具包括连接至家用器具的洗涤腔的另外的空气通道。此外，家用器具优选地包括将来自第二换热器的水的至少一部分提供到所述另外的空气通道中的装置。由此，所述另外的空气通道与洗涤腔连接的端部区段也可以在热泵以第一运行模式运行的情况下用作用于来自第二换热器的被加热的水的出口。而且，通过所述另外的空气通道，来自洗涤腔的空气可以与来自第二换热器的冷水接触从而通过冷凝来降低空气的湿度。这种布置能够使家用器具非常高效地运行。

通过将冷水汽或冷水滴引入所述另外的空气通道可以提供直接传热。水汽尤其可以呈喷淋物的形式。这种直接传热并由此直接水冷凝可以尤为简易地实现，这是因为无需将管或类似物布置在所述另外的空气通道中来引导冷水穿过所述另外的空气通道。由此，而且，空气以相对于冷水汽对流的方式流过所述另外的空气通道的空气的压降也尤为低。

不过，也可以提供间接水冷凝。在这种情况下，第三换热器布置在所述另外的空气通道内。所述第三换热器构造成将热从正在流过所述另外的空气通道的空气传递给来自第二换热器并正在流过第三换热器的水。在这种情况下，湿空气在第三换热器的冷面上冷凝并由此被除湿。在此，湿空气与冷水的间接接触通过水-空气换热器、即第三换热器来实现。

这会带来来自洗涤腔的空气的尤为良好的除湿，原因在于在热泵的第二运行模式下空气与来自第二换热器的冷水之间没有直接接触。

第三换热器尤其可以具有用于将水的至少一部分引入所述另外的空气通道并从所述另外的空气通道进一步引入洗涤腔的出口。通过该出口，水也可以直接进入洗涤腔。这允许在第二换热器运行为冷凝器的情况下水可以便利地再循环穿过洗涤腔。

优选地，家用器具包括尤其基于热泵的运行模式而改变制冷剂的膨胀程度的装置。这是基于以下发现的：制冷剂可在它从热泵的高压构件(冷凝器)流向低压构件(蒸发器)时优选地需要可变的膨胀特性。通过这种膨胀装置，可以将边界条件的变化比如环境温度的差别并由此外部空气中的差别纳入考虑。

而且，家用器具的运行过程中变化的条件可以被纳入考虑。例如，在干燥过程中，进入蒸发器的空气的温度随着时间从例如约23℃(稳态)提高至约40℃。而且，环境温度随着一天中的小时的变化可以通过利用用于改变制冷剂的膨胀特性的装置而考虑进来。

为了实现这种可变的膨胀特性，可以使用双向电子膨胀阀或恒温膨胀阀。这种阀类型也可以随着洗涤周期或干燥周期而实现可变的膨胀特性。替代地，具有止回阀的双毛细管系统可以用来提供洗涤-加热模式与干燥-冷却模式之间的不同的膨胀设定。而且，如WO2011/072999A2中所说明的可切换的多毛细管系统也可以被使用，该文献整体以参考方式并入本文。

第二换热器或水/制冷剂换热器可以至少部分地布置在家用器具的水存储装置中。换言之，第二换热器可以浸入在水中。这是尤为简单的。对应的存储装置可以是水箱，所述水箱是缸或洗涤腔的一部分或者可以集成在与洗涤腔连接的空气通道中。此时，带翅片的管式换热器或翅管式换热器可以被使用。在这种情况下，制冷剂是初级流体，而水是次级流体。铝或钢是第二换热器的优选材料以避免形成氧化铜。此外，换热器可以仅仅具有管而没有翅片并且例如形成为盘管。此外，例如通过焊接或胶粘直接联接至支撑金属板的金属管可以被使用。这种支撑金属板可以例如由铜、铝或不锈钢制成。此外，冲压金属板换热器可以被使用。这种换热器在用作浸入式换热器时可以提供尤为良好的结果。

在另一有利实施例中，第二换热器可以至少部分地布置在以下管路中：在热泵的运行模式的至少一个中，水流过该管路。换言之对流或交叉流换热器可以被使用，在对流或交叉流换热器中，制冷剂与水通过导热面换热，同时这些流体之间存在相对对流或交叉流运动。这种换热器允许非常高效的传热。例如，板式换热器、或者管式换热器中的管可以用在这种构造中。

第一换热器或空气/制冷剂换热器也可以是翅管式换热器或翅片-管式换热器，其中，管和/或翅片可以由例如铜或铝制成。而且，所谓的微通道换热器可以被使用，在微通道换热器中，至少一个流体在侧向围区或通道中流动，所述侧向围区或通道的液压直径的常规尺寸低于1毫米。这种微通道换热器可以由金属、陶瓷和/或低成本塑料制成。

在第一换热器所有的这些构造中，制冷剂是初级流体，而空气是次级流体。该第一换热器可以通过机械压力或借助于螺纹、铆钉等简便地装配在空气通道或空气管道中。而且，可以实现第一换热器在空气通道中的卡扣固定，也可以借助于粘结剂将第一换热器胶粘在空气通道中。

优选地，家用器具包括至少一个贮存器，所述贮存器用于存储在家用器具的洗涤周期的结束时使用的漂洗水。替代地或附加地，贮存器可以构造成在家用器具的干燥周期期间存储蒸汽冷凝所生成的水。由此，可以实施水的再利用。

由于该贮存器中的水温度最低是自来水温度或甚至由于与被洗涤的物品的接触而具有更高的温度，因而可以通过再循环这部分水而使这部分水再次用于下一个洗涤或干燥过程。这由于将更高温度的水作为起点而有助于进一步减少水的消耗并提高过程的效率。采用相同的方式，从滚筒或洗涤腔中的物品抽取出的呈凝结水形式的水可以通过再循环水而被再次用在进一步的洗涤周期或干燥周期中。

即使贮存器中的水仅具有自来水温度，通过将该水存放在贮存器中也可以从环境或四周收集能量。这使得后续的洗涤和干燥周期能以较高的水温度水平开始。这进一步节约了水并具有附加的能效。这种贮存器可以是家用器具内的附加装置。替代地或附加地，贮存器可以集成在空气通道或空气管道的底部，在该底部处，直接水冷凝过程的漂洗水和/或水气凝结所产生的水被收集。

在洗衣-干燥机的情况下，所述贮存器的最大水位应当具有避免对家用器具的滚筒或洗涤腔中的洗涤衣物的浸湿。

贮存器优选地具有与第二换热器连接的连接部。这允许在后续的洗涤过程或干燥过程期间再利用贮存器中所存储的水。

最后，有利的是：家用器具包括用于阻止污垢和/或绒毛在换热器的至少一个处积聚的装置。例如，水/制冷剂换热器、即第二换热器可能易于被来自洗涤衣物群或来自被洗涤的餐具的绒毛或污垢造成卡堵。在直接水冷凝的情况下，这种绒毛将被喷淋的水所携带并由此被引入到水/制冷剂换热器中，即到达水/制冷剂换热器的次级表面。在间接水冷凝的情况下，这种绒毛将附加地聚集在水/空气换热器或第三换热器的次级表面(比如翅片)上。

而且，制冷剂/空气换热器、即在干燥周期中用作冷凝器并在洗涤周期中用作蒸发器的第一换热器可能易于出现表面卡堵，在换热器的表面具有翅片等的情况下尤为易于出现表面卡堵。这种卡堵可能是在干燥周期中由于绒毛或在洗涤周期期间由于环境空气中的灰尘所造成的。

用于阻止污垢和/或绒毛积聚和/或用于移除这种污垢或绒毛的手段可以例如包括清洁程序和/或过滤程序。例如，颗粒过滤器可以布置在水再循环泵的入口处。该过滤器可以是家用器具的用户可接近的并由此可以被时不时地清理。附加地或替代地，水可以以通过可逆的泵以相反的方向来循环。这例如可以在水通过排水泵向外部排放开始不久之前执行。此外，漂洗水可以用来在每个干燥周期中清洗水/空气换热器的翅片一次或一次以上。这种漂洗水尤其可以由以下系统来提供：该系统还适于在所述另外的空气通道中实施直接水冷凝。

最后，绒毛空气过滤器可以布置在水/制冷剂系统的入口处，并且该绒毛空气可以是家用器具的用户可接近的。对于制冷剂/空气换热器或第一换热器，过滤或清洗方案可以用来在使用寿命过程中保证良好的性能。

在根据本发明的用于运行具有热泵的家用器具的方法中，其中，热泵包括布置在家用器具的空气通道中的第一换热器、以及第二换热器，热泵包括用于使制冷剂通过热泵的流动方向反向的装置，在热泵的第一运行模式中，水被提供给第二换热器。在热泵的所述第一运行模式中，第二换热器运行为冷凝器并且热从制冷剂传递给水。在热泵的第二运行模式中，水提供给运行为蒸发器的第二换热器，并且热从水传递给制冷剂。

针对根据本发明的家用器具所描述的优点和有利实施例对应地适用于根据本发明的方法。

说明书上文提及的特征及特征组合以及下文在附图的描述中提及的特征及特征组合和/或以及附图示出的特征及特征组合不仅可以以相应的特定组合来独立地使用，而且也可以以别的组合或单独地使用，而不会脱离本发明的范围。由此，附图中未明确示出或未解释但可以从所解释的示例的各特征组合所呈现和得到的各应用也应当被视作被涵盖和披露。

由此，不具有原始撰写的全部特征的实施例和特征组合也应当被视作被披露。

附图说明

本发明的更多的优点、特征和细节从优选实施例的下述说明以及基于附图变得明显，在优选实施例的下述说明中，具有类似功能的特征具有相同的附图标记。附图示出：

图1示意性示出具有可逆热泵的洗衣-干燥机，其中，洗衣-干燥机执行干燥过程，在干燥过程，用于洗涤的水被热泵的运行为冷凝器的换热器加热；

图2示出根据图1的处于干燥周期期间的洗衣-干燥机，在干燥周期中，热泵的换热器用作蒸发器而热泵的另一换热器用作冷凝器；

图3示出处于处于洗涤过程期间的洗衣-干燥机的一变型例，其中，另外的换热器布置在用于在干燥过程中使空气再循环到洗衣-干燥机的滚筒中的空气通道内；

图4示出根据图3的处于干燥过程期间的洗衣-干燥机；

图5示出具有四通换向阀的热泵，所述四通换向阀处于洗涤过程期间所使用的切换位置；

图6示出根据图5的具有四通换向阀的热泵，所述四通换向阀处于干燥过程期间所使用的切换位置；

图7示出热泵的膨胀装置的一示例，所述膨胀装置允许基于制冷剂穿过膨胀装置的流动方向而实现不同的膨胀特性；并且

图8示出根据图7的膨胀装置，其中，制冷剂穿过膨胀装置的流动方向反向于图7所示的流动方向。

具体实施方式

图1示意性示出一种家用器具1，该家用器具在图示的实施例中构造成洗衣-干燥机。家用器具1也可以构造成洗碗机或者组合水加热功能和干燥功能的别的家用器具。

家用器具1包括热泵2，热泵2在图5和图6中更详细地示出。热泵2构造成可逆的热泵2。热泵2以已知的方式包括第一换热器3、第二换热器4、压缩机5和膨胀装置6。用于使制冷剂通过热泵2的流动方向反向的装置包括阀7，所述阀7作为四通换向阀在图5和图6更详细地示例性示出。

在图1中，阀7示出处于以下切换位置：在该位置处，被压缩机5压缩的制冷剂首先流过对应地运行为冷凝器的第二换热器4。被第二换热器4冷却的制冷剂然后在膨胀装置6处膨胀并流向对应地运行为蒸发器的第一换热器3。

在图1所示的洗涤过程期间，作为水/制冷剂换热器的第二换热器4用来加热水、比如通过供给管8提供给第二换热器4的自来水。来自输水管的水也可以通过另外的供给管10供应给滚筒9或者供应给家用器具1的这种洗涤腔，所述另外的供给管10是从供给管8分支出的。这两个供给管8、10分别具有阀11、12，阀11、12能够调节经由供给管10流入滚筒9的入流水或调节经由供给管8并进一步通过第二换热器4流入滚筒9的入流水。

被第二换热器4加热的水通过连接至滚筒9的空气通道13到达滚筒9。被换热器4加热的水从空气通道13向滚筒9的对应的流动方向在图1中由箭头14示出。滚筒9或洗涤腔在底部处具有出口15，水通过该出口可以朝向第二换热器4再循环。为此，将出口15与第二换热器4连接的再循环管路16被设置。再循环管路16中的泵17将水从滚筒9运送给第二换热器4。通过使水再循环到缸或滚筒9中，水在换热器4中吸收越来越多的热，直至水达到期待的设定温度。

热泵2的构造成空气/制冷剂换热器的第一换热器3布置在家用器具1的另外的空气通道18中。该空气/制冷剂换热器或第一换热器3可以在机器内布置于任意位置处。例如，它可以布置在顶部上、后部上、底部上或附接至滚筒9。

环境空气在热泵2的第一运行模式(图1所示)中流过空气通道18。该环境空气在运行为蒸发器的第一换热器3处被冷却。环境空气通过第一入口19进入空气通道18并被风机装置、例如风扇20驱向第一换热器3。空气通道18具有第一出口21，经降温的环境空气通过第一出口21排放到环境中。

在图1中，阀22示意性示出处于以下位置：在该位置处，出口21被打开而空气通道18的第二出口23关闭。通过该第二出口23，来自空气通道18的空气可以引入到滚筒9中。然而，这在图1所示的洗涤过程期间应当予以避免，在该洗涤过程中，来自第二换热器4的被加热的水在滚筒9中被使用。环境空气经由第一入口19进入并离开第一出口21的流动方向在图1由另外的箭头24示出。

如图1示意性所示，来自第二换热器4的水优选地以喷淋物25的形式、即以通过空气通道13下降的水蒸汽或水滴的形式引入空气通道13。喷该雾25在家用器具1以干燥过程(图2所示)运行时被使用。此时，热泵2的阀7切换至第二位置，在该位置处，被压缩机5压缩的制冷剂首先流过第一换热器3。在热泵2的这种运行模式下，第一换热器3由此运行为冷凝器。制冷剂然后在膨胀装置6处膨胀并流过在这种状态下运行为蒸发器的第二换热器4。由此，初始是由供给管8所提供的并流过第二换热器4的水被冷却。这种经冷却的水通过入口26进入空气通道13，所述入口26可以是贮存器27的出口。水可以通过供给管10以及从第二换热器4供应给贮存器27。水从入口26以喷淋物25的形式流过空气通道13。

在空气通道18中位于第一换热器3附近的阀22被示出为切换至以下位置：在该位置处，阀22关闭空气通道18的第一出口21但打开空气通道18的第二出口23。由此，空气可以穿过滚筒9再循环。在空气通道18中布置有另外的阀28。在图2中，该阀28示出处于以下位置：在该位置处，阀28关闭空气通道18的第一入口19，即用于环境空气的入口19。

不过，空气通道18具有另外的入口29，通过所述另外的入口可以建立空气通道18与另外的空气通道13之间的连通。在图2所示的干燥过程期间，被第一换热器3加热并引入滚筒9的空气以湿热的状态离开滚筒9。该湿热的空气然后以相对于喷淋物25对流的方式被吹动流过所述另外的空气通道13。由于湿热空气与冷喷淋物25之间的接触，会出现蒸汽冷凝且来自滚筒9的湿空气被除湿。穿过滚筒9再循环通过空气通道13、18的空气的流动方向在图2由另外的箭头30示出。阀28在图1中示出为处于这样的位置：在该位置处，经由第一入口19进入空气通道18的环境空气的入流对空气通道13的进入被阻止。

家用器具1优选地包括另外的贮存器31，通过所述另外的贮存器可以收集洗涤周期结束时的漂洗水或所述另外的空气通道13内的蒸汽凝结而产生的水。来自该贮存器31的水然后可以被再利用以使其再循环通过第二换热器4和滚筒9。家用器具1还可以包括排放部32，用于排走不应当再循环向第二换热器4的水。在图示的家用器具中，排放部32于泵17的上游从再循环管路16分支出。

图3和图4示出家用器具1的一变型例，在该变型例中没有借助于喷淋物25来直接冷凝水。而是，在所述另外的空气通道13中布置有第三换热器33。

在图3所示的洗涤过程期间，流过该第三换热器33的热水可以借助于出口管34经由空气通道13引入滚筒9，所述出口管34优选地具有阀35。从该出口管34，优选地也具有阀37的第二管36能够将水再循环到再循环管路16中。第二管36例如在泵17的上游在没有经过滚筒9的情况下连接至再循环管路16。

在图3所示的家用器具1中可以实现间接地水冷凝过程。这在图4中示出，图4示出家用器具1的干燥过程。此时，第二换热器4再次运行为蒸发器以冷却再循环通过第三换热器33的水。在运行为热泵2的冷凝器的第一换热器3处被加热的热空气通过空气通道18的第二出口23进入滚筒9。第一出口21被阀22关闭。而且，通道18的第一入口19被阀28关闭。来自滚筒9的湿空气(在图4中借助于箭头30示出)然后流过所述另外的空气通道13。在所述另外的空气通道13中，已经流过滚筒9的空气的湿度通过湿空气与第三换热器33的接触所产生的凝结而降低。

优选地，空气/水换热器或第三换热器33设计成使得它考虑了空气与水之间的温度差以及流过该换热器33的水的流量。而且，水/制冷剂换热器或第二换热器4应当设计成能提供充分的低温水以使得离开滚筒9的湿热空气中的水分被充分冷凝。

在图2所示的直接冷凝水的情况下，空气压降低于图4所示的家用器具1中的空气压降，在后一种情况下，第三换热器33布置在空气通道13中。

由于供给管8、10中设置有阀11、12，因而过程中所使用的水的温度可以通过以下方式来调节：通过设定来自输水管的水与再循环水之间的适当的混合比。此外，进入滚筒9的空气的流量及其温度可以被调节。这尤其在加热阶段是有意义的。在干燥过程的某些阶段中，例如通过改变风扇20的速度所引发的空气流量的增加也会使进入滚筒9的空气的温度发生改变。此外，阀22、28使得能够在需要的情况下从器具1排出空气。

参见图5和和图6，处于不同的运行模式下的热泵2的运行被示出。在图5中，阀7示出为四通换向阀。阀7的活塞38或阀元件在图5中移至以下位置处：在该位置处，来自压缩机5的经压缩的制冷剂在口39处离开阀7并进一步流向第二换热器4。制冷剂从此时运行为冷凝器的第二换热器4流过膨胀装置6并进而流向此时运行为蒸发器的第一换热器3。经冷却的制冷剂然后通过另外的口40进入阀7并进而通过更另外的口41离开阀7。制冷剂从阀7流向压缩机5并再次通过第四口42流入阀7。

活塞38的实现不同的口39、40、31、42之间的阻挡和打开(或流体连通)的位置可以借助于具有线圈44的先导阀43来调节。先导阀43可以尤其是电磁阀。先导阀43的线圈44在图5中示出为处于通电状态。由此，流体45将阀7的活塞38推到口40、41彼此连通且口42、39也彼此连通的位置。

在图6所示的热泵2的运行模式下，先导阀43示出为处于线圈44未通电的状态。由此，先导阀43的阀元件46移动至使流体45流入阀7的位置，流体45沿着相反的方向移动活塞38。阀元件46关闭或打开设置在先导阀43处的用于流体45的相应的口。

在热泵2的该运行模式下，被压缩机5压缩的制冷剂首先通过口42进入阀7并通过口40离开阀7。制冷剂从阀7流向此时运行为冷凝器的第一换热器3。在流过膨胀装置6后，制冷剂进一步传输给此时运行为蒸发器的第二换热器4。从第二换热器，制冷剂经由口39流入阀7并经由口41离开阀7。从口41，制冷剂返回压缩机5。

替代图5和图6中所示例性示出的四通换向阀的是，可以利用包括管和阀的回路的类似的装置。然而，四通阀是尤为紧凑的。不过，其它装置也可以用来以可逆的运行模式操作热泵2。

图7示出膨胀装置6的作为具有止回阀的双毛细管系统的一示例性构造。该膨胀装置6允许基于制冷剂流过膨胀装置6的流动方向来改变膨胀特性。

膨胀装置6具有第一口47，第一口47在制冷剂以图7中的箭头48所表示的第一方向流过膨胀装置6时形成入口。此时，制冷剂将活塞49推动至这样的位置：在该位置处，制冷剂可以流过罩壳51中的开口50，活塞49布置在该罩壳中。制冷剂通过另外的口52离开膨胀装置6。

如果制冷剂通过所述另外的口52进入膨胀装置6(参见图8)，那么制冷剂会将活塞49推至罩壳51中的这样的位置：在该位置处，活塞49阻挡制冷剂穿过罩壳51直接流向另外的口47的任何流动。在该状态下，制冷剂流过具有环管区段54的旁通部53。所述旁通部53将口52、47彼此连接。由于旁通部53的直径大于罩壳51中的开口50的直径，因而可以基于制冷剂穿过膨胀装置6的流动方向来建立制冷剂的不同的膨胀特性。

例如，膨胀装置6可以以制冷剂从口47流向口52的冷却模式(参见图7)和制冷剂从口52流向口47的加热模式(参见图8)来被使用。

替代地，尤其能实现可变的膨胀特性的其它双向膨胀阀、例如双向电子膨胀阀或恒温膨胀阀可以用作膨胀装置6。

将热泵2的各构件连接的管道系统或管可以例如由弯曲的铜管制成。其它的可能性包括由不锈钢或热稳定的聚合物所制成的柔性软管或者这些管的组合。

热泵2的构件(比如压缩机5、第一换热器3、第二换热器4)与热泵2的管之间的连接优选地通过钎焊、熔焊或共晶工艺以密封的方式建立。在这种情况下，共晶结合可以被使用。所述连接也可以通过利用机械的不可逆的密封性压力机制来实现，比如利用包括两个环和一个连接件的连接结构，这些连接结构作为

连接结构是市售的。是可能的但不是优选的其它机械连接方案包括：在热冲击或没有热冲击的情况下优选是密封性的且不可逆的机械连接。最后，这些连接可以通过螺纹连接来实现。

优选地，在图2和图4所示的干燥过程期间，热泵2的运行为冷凝器的换热器3被用来加热再循环的空气。然而，替代地或附加地，其它加热手段也可以被利用，所述其它加热手段例如呈电加热电阻或指向滚筒9的加热光源的形式。加热光源可以是红外加热灯。在洗涤阶段期间。以类似的方式，热泵2的执行为冷凝器的换热器4用来加热水。在此，替代地或附加地，其它加热手段、例如浸入在缸或滚筒9中的电加热电阻可以被使用。

在具有较高温度或较高热流的区域、比如靠近换热器3、4、33的区域中，可以设置绝热材料。这种绝热材料可以被加设以减少从装置或通道向环境的热损失。合适的绝热材料或具有低导热系数的材料、例如塑料泡沫可以胶粘、铆接、螺纹连接、或卡扣配合至期待的表面。例如水/制冷剂换热器或第二换热器4可以被绝热以避免热损失和/或洗涤/干燥腔内的凝结。

对于第二换热器4或水/制冷剂换热器，可以使换热器4浸入在水箱中的水中。这允许尤为简易地建造。替代地，第二换热器4可以是对流式或交叉流式换热器4，其能提供尤为良好的传热速率和高效率。

在运行参考图2和图4所描述的家用器具1时的干燥速度可以基于所使用的制冷剂而变化。对于同样的热泵，制冷剂R134a会造成比其它制冷剂比如R290或R407C要慢的干燥。由此，通过选取适当的制冷剂，可以利用可逆的热泵2实现不同的干燥速度。

附图标记列表

1 家用器具

2 热泵

3 第一换热器

4 第二换热器

5 压缩机

6 膨胀装置

7 阀

8 供给管

9 滚筒

10 供给管

11 阀

12 阀

13 空气通道

14 箭头

15 出口

16 再循环管路

17 泵

18 空气通道

19 入口

20 风扇

21 出口

22 阀

23 出口

24 箭头

25 喷淋物

26 入口

27 贮存器

28 阀

29 入口

30 箭头

31 贮存器

32 排放部

33 换热器

34 出口管

35 阀

36 管

37 阀

38 活塞

39 口

40 口

41 口

42 口

43 先导阀

44 线圈

45 流体

46 阀元件

47 口

48 箭头

49 活塞

50 开口

51 罩壳

52 口

53 旁通部

54 环管区段

Claims (14)

1.一种具有热泵(2)的家用器具，所述热泵(2)包括布置在所述家用器具(1)的空气通道(18)内的第一换热器(3)、以及第二换热器(4)，其中，所述热泵(2)包括用于使制冷剂通过所述热泵(2)的流动方向反向的装置(7)，所述家用器具(1)还包括用于向所述第二换热器(4)提供水的装置，所述第二换热器(4)构造成在所述热泵(2)的第一运行模式下将热从制冷剂传递给水，在所述第一运行模式中所述第二换热器(4)运行为冷凝器并在所述热泵(2)的第二运行模式下将热从水传递给制冷剂，在所述第二运行模式中所述第二换热器(4)运行为蒸发器，其特征在于，所述家用器具还包括连接至所述家用器具(1)的洗涤腔(9)的另外的空气通道(13)、以及将来自所述第二换热器(4)的水的至少一部分提供到所述另外的空气通道(13)中的装置，

其中，所述空气通道(18)具有用于外部空气的第一入口(19)，并且风机装置(20)被设置以在所述第一运行模式中将所述外部空气传送向所述第一换热器(3)，

其中，所述空气通道(18)具有第一出口(21)，所述第一出口(21)用于在所述第一运行模式中将空气排放到所述家用器具(1)的周围环境中，

其中，所述空气通道(18)具有用于来自所述家用器具(1)的洗涤腔(9)的空气的第二入口(29)，并且风机装置(20)被设置以在所述第二运行模式中将空气传送向所述第一换热器(3)，

其中，所述空气通道(18)具有第二出口(23)，所述第二出口用于在所述第二运行模式中使来自所述家用器具的洗涤腔(9)的空气再循环返回到所述洗涤腔(9)中。

2.根据权利要求1所述的家用器具，其特征在于，至少一个管路被设置以在所述第一运行模式中将水引入所述家用器具(1)的洗涤腔(9)中并在所述第二运行模式中将水引入所述家用器具(1)的另外的空气通道(13)。

3.根据权利要求1或2所述的家用器具，其特征在于，所述家用器具还具有至少一个再循环管路(16，36)，所述至少一个再循环管路在所述第一运行模式中将水从所述家用器具(1)的洗涤腔(9)传送给所述第二换热器(4)并在所述第二运行模式中将水从所述家用器具(1)的另外的空气通道(13)传送给所述第二换热器(4)。

4.根据权利要求1所述的家用器具，其特征在于，所述家用器具还具有至少一个阀元件(22，28)，所述至少一个阀元件用于关闭和打开第一入口(19)。

5.根据权利要求1所述的家用器具，其特征在于，所述家用器具还具有至少一个阀元件(22，28)，所述至少一个阀元件用于关闭和打开第一出口(21)。

6.根据权利要求1所述的家用器具，其特征在于，所述家用器具还具有至少一个阀元件(22，28)，所述至少一个阀元件用于关闭和打开第二入口(29)。

7.根据权利要求1所述的家用器具，其特征在于，所述家用器具还具有至少一个阀元件(22，28)，所述至少一个阀元件用于关闭和打开入第二出口(23)。

8.根据权利要求1-2、4-7中任一项所述的家用器具，其特征在于，所述家用器具还具有第三换热器(33)，所述第三换热器具有用于将至少一部分水引入到所述另外的空气通道(13)中的出口(34)，所述第三换热器构造成将热从正在流过所述另外的空气通道(13)的空气传递给来自所述第二换热器(4)的水。

9.根据权利要求1-2、4-7中任一项所述的家用器具，其特征在于，所述家用器具还具有用于基于所述热泵(2)的运行模式而改变制冷剂的膨胀特性的装置(6)。

10.根据权利要求1-2、4-7中任一项所述的家用器具，其特征在于，所述第二换热器(4)至少部分地布置在所述家用器具(1)的水存储装置中和/或在所述热泵(2)的至少一个运行模式中水所流过的管路中。

11.根据权利要求1-2、4-7中任一项所述的家用器具，其特征在于，所述家用器具还具有至少一个贮存器(31)，所述至少一个贮存器连接至所述第二换热器(4)并用于存储所述家用器具(1)的洗涤周期结束时所使用的漂洗水和/或所述家用器具(1)的干燥周期期间水气凝结所形成的水。

12.根据权利要求1-2、4-7中任一项所述的家用器具，其特征在于，所述家用器具(1)包括用于阻止污垢和/或绒毛积聚在至少一个换热器(3，4，33)上的设计。

13.根据权利要求1-2、4-7中任一项所述的家用器具，其特征在于，所述家用器具(1)构造成洗衣-干燥机或洗碗机。

14.一种用于运行根据权利要求1-13中任一项所述的具有热泵(2)的家用器具(1)的方法，所述热泵包括布置在所述家用器具(1)的空气通道(18)中的第一换热器(3)、以及第二换热器(4)，其中，所述热泵(2)包括用于使制冷剂通过所述热泵(2)的流动方向反向的装置，其特征在于，在所述热泵(2)的第一运行模式中将水提供给运行为冷凝器的所述第二换热器(4)并且热从制冷剂传递给水，在所述热泵(2)的第二运行模式中将水提供给运行为蒸发器的所述第二换热器(4)并且热从水传递给制冷剂，另外的空气通道(13)连接至所述家用器具(1)的洗涤腔(9)，将来自所述第二换热器(4)的水的至少一部分提供到所述另外的空气通道(13)中。

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