CN109295678B - 水分凝结装置和干衣设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水分凝结装置和干衣设备。该水分凝结装置包括雾化部分，雾化部分包括雾化电极(1)和水微粒产生装置，水微粒产生装置用于产生水微粒，雾化电极(1)用于对水微粒荷电，以使水微粒对流经的水分子进行凝结。根据本发明的水分凝结装置，能够有效实现冷凝水的显热和潜热回收，减少耗水量，节省能源。

Description

水分凝结装置和干衣设备

技术领域

本发明属于干衣设备技术领域，具体涉及一种水分凝结装置和干衣设备。

背景技术

随着人民生活水平的日益提高，用户对干衣的需求也越来越强烈，干衣设备，如干衣机、洗干一体机等产品应运而生。干衣设备的工作原理就是通过加热来使衣物中的水分蒸发，进而实现衣物干燥的目的。

热风式(也叫排风式)干衣设备将干燥衣物后的热湿空气直接排放到周围环境，对周围环境存在热湿危害；冷凝式干衣设备就是在热风式的基础上，将干燥衣物后的热湿空气进行冷凝处理，将热湿空气中的的水分通过冷凝的方式凝结移除，移除了水分的热干空气实现了循环利用，较热风式存在节能效果，但由于其采用的冷凝凝结方式为空气冷凝或水冷凝，因此不可避免的还是存在向周围环境放热或耗水量大的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种水分凝结装置和干衣设备，能够有效实现冷凝水的显热和潜热回收，减少耗水量，节省能源。

为了解决上述问题，本发明提供一种水分凝结装置，包括雾化部分，雾化部分包括雾化电极和水微粒产生装置，水微粒产生装置用于产生水微粒，雾化电极用于对水微粒荷电，以使水微粒对流经的水分子进行凝结。

优选地，水微粒产生装置包括储水容器、水管和喷头，水管连接在储水容器和喷头之间，喷头对应雾化电极设置，用于向雾化电极喷出水微粒。

优选地，水微粒的尺寸为1～5μm。

优选地，雾化部分还包括雾化壳体，雾化壳体设置有供湿热空气进入的空气入口，雾化电极设置在雾化壳体内，储水容器设置在雾化壳体外，雾化电极的接电端伸出雾化壳体。

优选地，雾化电极包括荷电部，喷头对应荷电部设置，荷电部用于对水微粒进行荷电。

优选地，荷电部的形状为网格状、环形或环状网。

优选地，水分凝结装置还包括热量回收部分，热量回收部分设置在雾化部分的下游，用于收集雾化部分产生的冷凝水，并通过冷凝水对雾化电极干燥后的空气进行加热。

优选地，热量回收部分包括空气流出口和水流道，空气流出口供雾化部分干燥后的空气流出，水流道设置在空气流出口的下游，用于排出冷凝水。

优选地，热量回收部分为喇叭状结构，喇叭状结构形成环形水流道，从空气流出口排出的空气经喇叭状结构的内环流出，与环形水流道中的冷凝水进行热交换。

优选地，水流道的内壁或者外壁上设置有沟槽或者翅片。

优选地，沿着空气流动方向，水分凝结装置竖直设置，雾化部分设置在热量回收部分的上方。

优选地，水分凝结装置还包括热量回收部分和凝结部分，雾化部分、凝结部分和热量回收部分沿着空气流动方向依次设置，凝结部分用于对流经凝结部分的空气进行干燥，并将凝结的水分输送至热量回收部分。

优选地，雾化部分还包括雾化壳体，凝结部分包括凝结壳体和设置在凝结壳体内的凝结电极，凝结电极的接电端伸出凝结壳体，凝结壳体与雾化壳体之间绝缘连接。

优选地，凝结壳体和雾化壳体之间通过绝缘环固定连接。

优选地，凝结壳体接地。

优选地，凝结电极包括凝结杆，凝结杆设置在凝结壳体上，并沿凝结壳体的径向延伸。

优选地，凝结杆为多个，并沿凝结壳体的周向分布。

优选地，凝结杆共同连接至一个电源。

优选地，凝结电极还包括导流杆，导流杆设置在凝结杆远离凝结壳体的一端，并沿着空气流动方向延伸。

优选地，沿着空气流动方向，水分凝结装置竖直设置，雾化部分、凝结部分和热量回收部分沿着由上而下的方向依次设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种干衣设备，包括上述的水分凝结装置。

优选地，干衣设备还包括筒体、风机、加热装置和循环风路，循环风路的两端分别连接在筒体的进风口和出风口，风机、水分凝结装置和加热装置沿着空气流动方向依次设置在循环风路内。

本发明提供的水分凝结装置，包括雾化部分，雾化部分包括雾化电极和水微粒产生装置，水微粒产生装置用于产生水微粒，雾化电极用于对水微粒荷电，以使水微粒对流经的水分子进行凝结。该水分凝结装置通过雾化电极利用静电凝结方式将热湿空气中的水分移除，无需使用周围空气或外部引入的大量的水作为凝结冷源，对周围环境无影响，耗水量大大减少，同时能实现冷凝水的显热和潜热回收，降低加热过程中的功耗，实现节能。

附图说明

图1为本发明实施例的水分凝结装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的水分凝结装置的雾化电极的结构示意图；

图3为本发明实施例的干衣设备的风路系统图。

附图标记表示为：

1、雾化电极；2、储水容器；3、水管；4、喷头；5、雾化壳体；6、热量回收部分；7、凝结壳体；8、凝结电极；9、绝缘环；10、凝结杆；11、导流杆；12、筒体；13、风机；14、循环风路；15、水分凝结装置。

具体实施方式

结合参见图1和图2所示，根据本发明的实施例，水分凝结装置包括雾化部分，雾化部分包括雾化电极1和水微粒产生装置，水微粒产生装置用于产生水微粒，雾化电极1用于对水微粒荷电，使得水微粒成为带电的水微粒，以使水微粒对流经的水分子进行凝结。此处的水分子是指湿热空气中所含的水分子。

该水分凝结装置通过雾化电极1利用静电凝结方式将热湿空气中的水分移除，无需使用周围空气或外部引入的大量的水作为凝结冷源，对周围环境无影响，耗水量大大减少，同时能实现冷凝水的显热和潜热回收，降低加热过程中的功耗，实现节能。

静电凝结就是通过雾化后的荷电的纳米级的水微粒来吸引热湿空气中的水分，不断完成凝结，然后在静电场中，吸收了水分的荷电水滴在电场力的作用下被收集，经热量回收后排出。

水微粒产生装置包括储水容器2、水管3和喷头4，水管3连接在储水容器2和喷头4之间，喷头4对应雾化电极1设置，用于向雾化电极1喷出水微粒。储水容器2中的水经水管3流动至喷头4，然后在喷头4处雾化喷出，形成水微粒，水微粒在雾化电极1的静电场中成为带电的水微粒，不断吸收热湿空气中的水分，逐渐失去带电性，同时逐渐成为大的液滴，在此过程中，水从气态变为液态，将汽化潜热释放到空气中。

当水微粒凝结成水滴从雾化电极1上滴下时，又会有新的水微粒被雾化电极1荷电，继续吸收流经的湿空气中的水分，对湿空气的水分持续进行凝结。在对湿空气进行除水的过程中，利用水分凝结释放的热量对湿空气进行加热，充分利用湿空气中热量，无需额外增加吸收热源的结构，因此可以降低成本。同样地，在利用水微粒进行水分凝结时，只需要很少的水量就能够完成大量水分的凝结，凝结效率高，水量耗费少，冷凝水的热量不会散失，直接对干燥后的空气进行加热，因此能够降低加热过程中的功耗，实现节能效果。

上述的水微粒产生装置中也可以在水管3上设置控制阀，该控制阀可以为截止阀，也可以为流量调节阀，从而方便地对喷射至雾化电极1的水微粒的量进行控制，使得水微粒的产生量能够与水微粒凝结水分子的速度相匹配，避免水微粒凝结水分速度过慢导致无法充分对湿空气中的水分进行冷凝，降低除湿效果，同时也可以避免水微粒数量过多造成浪费的问题，减少能源耗费，提高能源利用效率。

在水管3上还可以设置水泵，从而为储水容器2中的水流动并从喷头4喷出提供足够动力。

喷头4的数量也可以为多个，能够提高同一时间内水微粒的产生数量，提高水分凝结效率。

优选地，水微粒的尺寸为1～5μm，既方便水微粒能够快速形成凝结核对湿空气中的水分进行凝结，也可以避免水微粒的尺寸过大降低水微粒的水分凝结效果。

雾化部分还包括雾化壳体5，雾化壳体5设置有供湿热空气进入的空气入口，雾化电极1设置在雾化壳体5内，储水容器2设置在雾化壳体5外，雾化电极1的接电端伸出雾化壳体5。电源连接在雾化电极1的接电端，并从接电端对雾化电极1施加0～50kV的电压，以产生足够大的磁场，使得水微粒顺利荷电，成为带电的水微粒。

雾化电极1包括荷电部，喷头4对应荷电部设置，荷电部用于对水微粒进行荷电，以使水微粒带电成为凝结核。该荷电部位于雾化壳体5的中部，可以对流经雾化电极的湿空气进行除湿，提高对湿空气的除湿效率。

优选地，荷电部的形状为网格状、环形或环状网。结合参见图2所示，示出了雾化电极的荷电部的几种不同形态，图2a中所示为环状结构，图2b中所示为环状网结构，图2c中所示为均匀网格状结构，图2d中所示为圆环外周增加三个伸出端的结构。荷电部的形状不限于以上几种，也可以为其它形态，只要能够保证与流经雾化电极1的空气充分接触，充分吸收湿空气中的水分即可。

水分凝结装置还包括热量回收部分6，热量回收部分6设置在雾化部分的下游，用于收集雾化部分产生的冷凝水，并通过冷凝水对雾化电极1干燥后的空气进行加热。热量回收部分6用于对凝结的冷凝水进行再利用，利用凝结水中的热量再次对干燥后的空气进行加热，进一步提高能源利用率，降低空气的加热功耗。

具体而言，在本实施例中，沿着空气流动方向，水分凝结装置竖直设置，雾化部分设置在热量回收部分6的上方。当湿热空气的水分子凝结在雾化电极1形成的带电水微粒上，并形成水滴时，可以沿着雾化电极1流动至雾化电极1的雾化壳体5的内壁上，在重力作用下，水滴沿着雾化壳体5的内壁流动至热量回收部分6处，并从热量回收部分6处排出。

热量回收部分6包括空气流出口和水流道，空气流出口供雾化部分干燥后的空气流出，水流道设置在空气流出口的下游，用于排出冷凝水。热量回收部分包括外壳和凝结内表面，外壳与凝结内表面之间形成供凝结水流动的水流道，冷凝水在水流道中流动的过程中，可以继续与空气进行热交换，对空气进行加热，提高能源利用效率。

热量回收部分6为喇叭状结构，喇叭状结构形成环形水流道，从空气流出口排出的空气经喇叭状结构的内环流出，与环形水流道中的冷凝水进行热交换。喇叭状结构能够形成逐渐增大的凝结内表面，使得冷凝水在水流道内流动时，与凝结内表面内侧的空气充分进行换热，提高换热效率。

热量回收部分6也可以为伞状结构，可以降低凝结水的流速，加大与凝结内表面的传热，使得冷凝水充分与热干空气进行换热。

优选地，水流道的内壁或者外壁上设置有沟槽或者翅片。通过在水流道的内壁或者外壁上设置沟槽或者翅片，能够有效增大热量回收部分6与流经该热量回收部分6的干燥空气的换热面积，增强换热效果。

在本实施例中，水分凝结装置还包括热量回收部分6和凝结部分，雾化部分、凝结部分和热量回收部分6沿着空气流动方向依次设置，凝结部分用于对流经凝结部分的空气进行干燥，并将凝结的水分输送至热量回收部分6。凝结部分能够对雾化部分干燥过的空气进一步进行干燥，对从雾化部分进入到凝结部分的水滴在静电场中再次荷电，再次对流经凝结部分的空气中的水分进行凝结，进一步减少空气中的水分。在凝结水通道中，凝结水通过凝结内表面不断与热干空气进行显热交换，凝结水温度被进一步降低，显热被释放到热干空气中。

优选地，雾化部分还包括雾化壳体5，凝结部分包括凝结壳体7和设置在凝结壳体7内的凝结电极8，凝结电极8的接电端伸出凝结壳体7，凝结壳体7与雾化壳体5之间绝缘连接。凝结壳体7和雾化壳体5之间绝缘连接，能够避免施加至凝结电极8的电压与施加至雾化电极1的电压之间相互影响，降低雾化部分和凝结部分的除水能力。

在本实施例中，凝结壳体7和雾化壳体5之间通过绝缘环9固定连接，能够有效实现凝结壳体7和雾化壳体5的固定连接，同时在凝结壳体7和雾化壳体5之间形成有效的绝缘效果。绝缘环9可以采用绝缘材料制成。

优选地，凝结壳体7接地，可以在凝结电极8上形成电位差，从而能够使得带电的水滴沿着凝结电极8向着凝结壳体7移动，并顺着凝结壳体7流动至热量回收部分6的水流道，沿着水流道流出。从热量回收部分6流出的冷凝水可以继续回流至储水容器2内，循环利用，进一步减少用水量。

在本实施例中，凝结电极8包括凝结杆10，凝结杆10设置在凝结壳体7上，并沿凝结壳体7的径向延伸，能够保证冷凝水可以经凝结杆10流动至凝结壳体7的内表面，然后沿着凝结壳体7的内表面向下流动至热量回收部分6。凝结杆10也可以沿着远离凝结壳体7的内表面的方向逐渐上抬，从而更加方便水滴在重力作用和电压作用下沿着凝结杆10流动至凝结壳体7的内表面，进而在重力作用下沿着凝结壳体7的内表面流动至热量回收部分6内。

优选地，凝结杆10为多个，并沿凝结壳体7的周向分布，每个凝结杆10可以连接一个电源，也可以多个凝结杆10共用一个电源，能够提高冷凝水流动效率，提高排水效率，提高干燥效率。

优选地，凝结杆10共同连接至一个电源，可以节省电源数量，降低成本。通过一个电源连接凝结杆10，可以一个电源对各个凝结杆10施加电压，从而形成静电场，对经过凝结杆10的水滴进行荷电，使得水滴向着凝结壳体7移动，进行除水操作。

凝结电极8还包括导流杆11，导流杆11设置在凝结杆10远离凝结壳体7的一端，并沿着空气流动方向延伸，可以使得空气沿着导流杆11流动过程中，更加充分地被带电水滴吸收水分，提高对空气的干燥效果。

上述的电源电压为0～50kV。

上述的凝结电极8也可以为其它形式，例如网格状或者是其它的形状。

沿着空气流动方向，水分凝结装置竖直设置，雾化部分、凝结部分和热量回收部分6沿着由上而下的方向依次设置。此种设置结构可以使得雾化壳体5、凝结壳体7和热量回收部分6沿着由上而下的方向竖直设置，更加方便凝结水滴在重力作用下沿着壳体内壁滑落，提高水滴排放效率，提高除湿效率。

在水分凝结装置15工作时，热湿空气从水分凝结装置15的进口进入，依次经过雾化部分、凝结部分和热量回收部分6，最后变成热干空气从热量回收部分6上的空气流出口流出。

结合参见图3所示，根据本发明的实施例，干衣设备包括上述的水分凝结装置。

干衣设备还包括筒体12、风机13、加热装置和循环风路14，循环风路14的两端分别连接在筒体12的进风口和出风口，风机13、水分凝结装置15和加热装置沿着空气流动方向依次设置在循环风路14内。筒体12包括内筒和外筒。

在干衣设备工作时，加热装置(图中未示出，具体的可位于循环风路14中，也可位于内筒中)对循环风路14中的空气进行加热，热空气对内筒中的衣物进行干燥处理，干衣后的空气湿度增加，成为热湿空气，在风机的推动下进入水分凝结装置，热湿空气中的水分被凝结，成为热干空气，再依次通过加热装置和内筒等进行下一个干衣循环。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种水分凝结装置，其特征在于，包括雾化部分，所述雾化部分包括雾化电极(1)和水微粒产生装置，所述水微粒产生装置用于产生水微粒，所述雾化电极(1)用于对水微粒荷电，以使水微粒对流经的水分子进行凝结；所述水分凝结装置还包括热量回收部分(6)，所述热量回收部分(6)设置在所述雾化部分的下游，用于收集所述雾化部分产生的冷凝水，并通过冷凝水对所述雾化电极(1)干燥后的空气进行加热。

2.根据权利要求1所述的水分凝结装置，其特征在于，所述水微粒产生装置包括储水容器(2)、水管(3)和喷头(4)，所述水管(3)连接在所述储水容器(2)和所述喷头(4)之间，所述喷头(4)对应所述雾化电极(1)设置，用于向所述雾化电极(1)喷出水微粒。

3.根据权利要求1所述的水分凝结装置，其特征在于，所述水微粒的尺寸为1～5μm。

4.根据权利要求2所述的水分凝结装置，其特征在于，所述雾化部分还包括雾化壳体(5)，所述雾化壳体(5)设置有供湿热空气进入的空气入口，所述雾化电极(1)设置在所述雾化壳体(5)内，所述储水容器(2)设置在所述雾化壳体(5)外，所述雾化电极(1)的接电端伸出所述雾化壳体(5)。

5.根据权利要求2所述的水分凝结装置，其特征在于，所述雾化电极(1)包括荷电部，所述喷头(4)对应所述荷电部设置，所述荷电部用于对水微粒进行荷电。

6.根据权利要求5所述的水分凝结装置，其特征在于，所述荷电部的形状为网格状、环形或环状网。

7.根据权利要求1所述的水分凝结装置，其特征在于，所述热量回收部分(6)包括空气流出口和水流道，所述空气流出口供所述雾化部分干燥后的空气流出，所述水流道设置在所述空气流出口的下游，用于排出冷凝水。

8.根据权利要求7所述的水分凝结装置，其特征在于，所述热量回收部分(6)为喇叭状结构，所述喇叭状结构形成环形水流道，从所述空气流出口排出的空气经所述喇叭状结构的内环流出，与所述环形水流道中的冷凝水进行热交换。

9.根据权利要求7所述的水分凝结装置，其特征在于，所述水流道的内壁或者外壁上设置有沟槽或者翅片。

10.根据权利要求1所述的水分凝结装置，其特征在于，沿着空气流动方向，所述水分凝结装置竖直设置，所述雾化部分设置在所述热量回收部分(6)的上方。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的水分凝结装置，其特征在于，所述水分凝结装置还包括热量回收部分(6)和凝结部分，所述雾化部分、所述凝结部分和所述热量回收部分(6)沿着空气流动方向依次设置，所述凝结部分用于对流经所述凝结部分的空气进行干燥，并将凝结的水分输送至所述热量回收部分(6)。

12.根据权利要求11所述的水分凝结装置，其特征在于，所述雾化部分还包括雾化壳体(5)，所述凝结部分包括凝结壳体(7)和设置在所述凝结壳体(7)内的凝结电极(8)，所述凝结电极(8)的接电端伸出所述凝结壳体(7)，所述凝结壳体(7)与所述雾化壳体(5)之间绝缘连接。

13.根据权利要求12所述的水分凝结装置，其特征在于，所述凝结壳体(7)和所述雾化壳体(5)之间通过绝缘环(9)固定连接。

14.根据权利要求12所述的水分凝结装置，其特征在于，所述凝结壳体(7)接地。

15.根据权利要求12所述的水分凝结装置，其特征在于，所述凝结电极(8)包括凝结杆(10)，所述凝结杆(10)设置在所述凝结壳体(7)上，并沿所述凝结壳体(7)的径向延伸。

16.根据权利要求15所述的水分凝结装置，其特征在于，所述凝结杆(10)为多个，并沿所述凝结壳体(7)的周向分布。

17.根据权利要求16所述的水分凝结装置，其特征在于，所述凝结杆(10)共同连接至一个电源。

18.根据权利要求15所述的水分凝结装置，其特征在于，所述凝结电极(8)还包括导流杆(11)，所述导流杆(11)设置在所述凝结杆(10)远离所述凝结壳体(7)的一端，并沿着空气流动方向延伸。

19.根据权利要求11所述的水分凝结装置，其特征在于，沿着空气流动方向，所述水分凝结装置竖直设置，所述雾化部分、所述凝结部分和所述热量回收部分(6)沿着由上而下的方向依次设置。

20.一种干衣设备，其特征在于，包括权利要求1至19中任一项所述的水分凝结装置。

21.根据权利要求20所述的干衣设备，其特征在于，所述干衣设备还包括筒体(12)、风机(13)、加热装置和循环风路(14)，所述循环风路(14)的两端分别连接在所述筒体(12)的进风口和出风口，所述风机(13)、所述水分凝结装置(15)和所述加热装置沿着空气流动方向依次设置在所述循环风路(14)内。

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