CN110093759B - 用于干燥洗涤物的器具和用于运行该器具的热泵的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于干燥洗涤物的器具(1，14)，具有至少一个开放式过程空气系统(3，15)，所述过程空气系统具有至少一个容纳待干燥的洗涤物的干燥室(4)和至少一个以热的方式耦合到所述过程空气系统(3，15)上的热泵(7)。为了减小在所述开放式过程空气系统(3，15)的出口上的过程空气的能含量并且提高所述器具(1，14)的排湿功率，所述器具(1，14)具有至少一个以热的方式耦合到所述热泵(7)的液化器(8)和膨胀单元(11)之间的制冷剂管路(12)上的、用于冷却流经所述制冷剂管路(12)的制冷剂的冷却单元(13)。

Description

用于干燥洗涤物的器具和用于运行该器具的热泵的方法

技术领域

本发明涉及一种用于干燥洗涤物的器具，所述器具包括至少一个开放式过程空气系统(offenes Prozessluftsystem)，所述过程空气系统具有容纳待干燥的洗涤物的至少一个干燥室和以热的方式耦合到过程空气系统上的至少一个热泵。此外，本发明涉及一种用于运行用于干燥洗涤物的器具的热泵的方法，所述器具包括至少一个开放式过程空气系统，所述过程空气系统具有容纳待干燥的洗涤物的至少一个干燥室，其中，热泵以热的方式(thermisch)耦合到过程空气系统上。

背景技术

已知各种各样构型的用于干燥洗涤物的器具。尤其已知这样用于干燥洗涤物的器具，所述器具能够实现一种开放式过程空气系统，该过程空气系统具有容纳待干燥的洗涤物的干燥室以及具有回收装置，该回收装置从过程空气系统中流动的过程空气中回收热。这样的器具可以例如构造成具有热回收装置的排气式干燥机。例如，由DE 197 37 075 A1、DE 197 31 826 A1、DE 30 00 865 A1和US 2012/10030960 A1已知相应的器具。在此，用于热回收的机组可以是以热的方式耦合到过程空气系统上的单个热交换器或者是以热的方式耦合到过程空气系统上的压缩机-热泵(Kompressor-

)。在后一种情况(压缩机-热泵)下，借助于热泵的蒸发器对从干燥室出来的废气抽走热，这种热在热泵的制冷剂回路中借助于热泵的液化器又被供给至进入到过程空气系统中的过程空气。此外，EP 2037 034 B1公开了一种具有热泵和清洁装置的排气式干燥机，该清洁装置用于清洁热泵的蒸发器。

因为排气式干燥机具有开放式过程空气系统，因此，与具有闭合式过程空气引导装置和热回收装置的冷凝式干燥机不同地，借助排气式干燥机除了潜热之外还回收显热。附加地，通过热泵的液化器引入过程空气中的压缩机功率也提高了干燥速度。由此，具有热回收装置的排气式干燥机在尽管路冷凝效率小于50％的情况下仍具有比冷凝式干燥机小的消耗值。

在闭合式过程空气系统中，连续引入的压缩机功率导致了冷凝式干燥机提高的发热。如果这种功率引入与干燥过程期间所产生的能量损耗(如例如构件发热、由于热辐射所引起的损耗、对流或者泄漏)不均衡，那么过程空气系统和热泵可能会过热，由此，热泵的效率下降。作为对于此的对应措施，已知采用在热泵的制冷剂回路中的主动冷却的附加热交换器，或者采用在过程空气中的空气-空气-热交换器。

因为在排气式干燥机的开放式过程空气系统中所抽入的过程空气的温度几乎保持恒定并且不高于周围环境温度，因此不会发生相应的过热。所抽入的周围环境空气的恒定低的温度水平决定了热泵的高的效率。与之相对地，可能存在着安装地点的总能量平衡的缺点，这是因为通常较热的室内空气会多次通过较冷的外部空气被替换。DE 103 49 712A1公开了一种具有可调节式循环空气份额的排气式干燥机。此外，已知的是，具有热泵和附加加热装置的排气式干燥机可实现非常高的排湿功率。

与泵送系数(Pumpfaktor)相关地，以及与入口空气的空气相对湿度相关地，具有用于热回收的压缩机-热泵的排气式干燥机的冷凝效率可以高达70％。仅仅当在排气式干燥机此外无损耗进行空气引导的情况下过程空气在进入点和排出点处绝对水负载(absoluten Wasserbeladungen)是相同时，这种效率才能够独立于过程空气体积流以及干燥速度地实现为100％。

因为从热泵的蒸发器出来的过程空气以100％的相对湿度离开排气式干燥机，因此在过程空气体积流假定为200m³/h的情况下必须以500W冷却过程空气。对于所假定的以200m³/h程度的过程空气体积流为例，在特定的干燥速度为10min/kg且洗涤物的初始湿度为60％的情况下，在过程空气系统的入口和出口之间的过程空气的水负载差异对于80％的冷凝度而言不超过2.88g/kg。这个值独立于周围环境空气的状态。

如果具有与过程空气系统的入口处相同焓的过程空气会从该过程空气系统中出来，那么该过程空气的水负载还可能处于这样的范围内：使得冷凝效率可能会大于80％。如果过程空气系统的入口处的过程空气在20℃时具有仅仅50％的相对空气湿度，则冷凝效率可能仅仅还是大约80％。在过程空气系统的出口处20℃的空气温度以及100％相对湿度的情况下，冷凝效率可能为大约60％。对于假定的200m³/h的空气体积流，这相当于将1000W能量引入到过程空气中。对于干燥机的900W的平均电连接功率(压缩机功率、驱动功率以及控制)减去大约1/3的热损耗，因此冷凝作用可能不超过70％。

为了能够使热泵干燥机在闭合空间中作为具有大于80％的冷凝效率的冷凝式干燥机运行，于是系统在整个连接功率的范围内的热损耗可能是必需的。这个数量级上的损耗延长了干燥时间并且同时将能耗提高到非期望的高度。

WO 2011/072999 A2公开了一种家用器具，具有用于处理物品的处理室和用于将过程空气引导通过处理室的过程空气引导装置，其中，过程空气引导装置包括：用于驱动过程空气的鼓风机；布置在处理室上游的用于加热过程空气的加热装置；和热泵，其中，加热装置涉及到这样的热源，该热源用于将热从经由热泵循环的制冷剂传递到过程空气上。热泵包括：用于将热传递到制冷剂中的冷却体；用于压缩制冷剂的压缩机；用于使制冷剂膨胀的膨胀系统，其中，膨胀系统具有可变的狭窄部，该狭窄部这样地定义，使得该狭窄部确定出冷凝液在给定的压力条件和温度条件下的穿流量，所述热泵还包括：用于使制冷剂在经由热泵的闭合式回路中循环的制冷剂引导装置；与膨胀系统连接的控制单元；属于热泵的传感器单元，用于控制膨胀系统的狭窄部，作为对从传感器单元传输至控制单元的信号的反应。传感器单元包括周围环境温度传感器，用于检测器具的周围环境温度，其中，控制单元这样地预设定，从而，当周围环境温度基本上符合给定的常规的周围环境温度时，该控制单元将限制调设成额定值，并且，控制单元这样地预设定，从而，当周围环境温度显著不同于常规的周围环境温度时，该控制单元将限制调设成超过额定值的值。

发明内容

本发明的任务在于，减小在用于干燥洗涤物的器具的开放式过程空气系统的出口处的过程空气的能含量，并且提高该器具的排湿功率。

在接下来的说明书和附图中描述有利的构型，其中，这些构型可以分别单独地或者以这些构型中的至少两个相互不同地组合地构成本发明的一种拓展的、尤其也优选的或者有利的方面。在此，本器具的构型可以相应于本方法的构型，且反之亦然，即使接下来在个别情况中对此未明确指明。

根据本发明的用于干燥洗涤物的器具包括至少一个开放式过程空气系统，该开放式过程空气系统具有容纳待干燥的洗涤物的至少一个干燥室、以热的方式耦合到过程空气系统上的至少一个热泵、和以热的方式耦合到热泵的液化器和膨胀单元之间的制冷剂管路上的至少一个冷却单元，所述冷却单元用于冷却流经制冷剂管路的制冷剂。

根据本发明，从液化器中流出的经压缩的制冷剂借助于制冷剂回路的制冷剂管路上的附加冷却单元被冷却。为此，冷却单元可以具有至少一个以热的方式耦合到制冷剂管路上的、能够借助冷却空气流被加载的空气冷却器，或者具有至少一个以热的方式耦合到制冷剂管路上的、能够借助冷却液体流被加载的液体冷却器，也即具有热交换器。制冷剂管路可以例如引导穿过冷却器。

在制冷剂回路中，附加的冷却单元会导致制冷剂的较强的(或非常强的)过冷(Unterkühlung)。与通过冷却单元从制冷剂回路中输出的功率相关地，这种过冷能够使热泵的蒸发器处的排湿功率增大高达20％。由此，蒸发器的出口处的饱和的过程空气的能含量(或水负载)如此进一步下降，使得同时将冷凝率以所期望的量提高到超过80％。由于在热泵的液化器的入口处的过程空气的恒定的状态条件下以及将功率不受影响地引入到过程空气中，因此干燥速度几乎保持不变。因为制冷剂的增强的过冷的根据本发明的措施也兼有对热泵的效率的改进，因此甚至能够降低用于洗涤物的干燥的器具的能耗。通过热泵的制冷剂回路的制冷剂的根据本发明的附加冷却以及可由此实现的多于80％的冷凝效率，使得根据本发明的器具能够在尽管存在着其开放式过程空气回路的情况下仍作为闭合式空间中的冷凝式干燥机运行。

开放式过程空气系统部分地通过容纳待干燥的洗涤物的干燥室构成，并且具有至少一个过程空气鼓风机，用于使过程空气运动经由过程空气系统的与干燥室相通地连接的过程空气引导装置。此外，过程空气系统可以具有至少一个过程空气过滤器，所述过程空气过滤器例如可以连接在干燥室与热泵的蒸发器之间。此外，过程空气系统可以具有至少一个电式附加加热单元，所述附加加热单元可以连接在热泵的液化器和干燥室之间。

热泵优选直接地以热的方式耦合到过程空气系统上。尤其是，蒸发器和液化器都以热的方式耦合到过程空气系统上。热泵可以构造成压缩机-热泵，并且相应地具有至少一个用于压缩制冷剂的压缩机和用于使制冷剂膨胀的膨胀单元。

用于干燥洗涤物的器具可以例如构造成洗涤物干燥机(排气式干燥机)、构造成具有排气干燥功能的洗涤干燥机，或者构造成具有排气干燥功能的干燥箱。

根据有利的构型，器具包括至少一个附加鼓风机，所述附加鼓风机这样布置，使得借助该附加鼓风机能够以周围环境空气流加载冷却单元。通过以周围环境空气流对冷却单元进行加载，能够从冷却单元进而从制冷剂抽走热，以便能够对制冷剂执行所期望的冷却。附加鼓风机可以相对于冷却单元这样布置，使得周围环境空气流直接朝着冷却单元指向。替代地，附加鼓风机可以通过空气引导装置与冷却单元连接。

另外的有利的构型设置的是，器具包括与附加鼓风机以电的方式连接的至少一个驱控电子部件，所述驱控电子部件设置用于：对附加鼓风机根据干燥过程的至少一个所检测到的过程参数进行驱控。由此能够对冷却单元进而制冷剂根据干燥过程的一个、两个或者多个过程参数进行有针对性地冷却。作为过程参数能够使用在过程空气系统的入口或者出口处的过程空气的温度或诸如此类。

根据另外的有利的构型，冷却单元这样布置在过程空气系统上，使得该冷却单元可以至少部分以从蒸发器出来的过程空气被加载。由此，附加鼓风机不是必需的，这能够实现在器具内部的可用的安装空间方面的优点以及降低器具的制造成本。来自蒸发器的饱和的过程空气被引导通过冷却单元。根据借助于冷却单元从制冷剂回路相应地能量输出，不仅提高过程空气的温度，而且降低其相对湿度。因为从过程空气系统出来的过程空气的温度通过根据本发明的冷却措施而明确地高于进入到过程空气系统中的周围环境空气的温度，因此不再会出现凝聚的冷凝液(例如在过程空气系统的被过程空气喷吹的壁上)。

上述任务通过一种根据本发明用于运行用于干燥洗涤物的器具的热泵的方法得以解决，所述器具包括至少一个开放式过程空气系统，所述过程空气系统具有容纳待干燥的洗涤物的至少一个干燥室，其中，热泵以热的方式耦合到过程空气系统上，其中，从热泵的液化器流出的制冷剂借助于至少一个冷却单元主动地冷却，所述冷却单元以热的方式耦合到制冷剂管路上，该制冷剂管路引导从液化器流出的制冷剂。

根据本发明的方法相应地具有根据本发明的器具的上述优点。尤其是，本方法能够借助根据上文所提到的构型中的一种或者这些构型中的至少两种相互任意的组合的器具来执行。冷却单元的主动冷却是通过以冷却流体流对冷却单元的加载来实现。

根据有利的构型，以周围环境空气流加载冷却单元。这种构型相应地具有根据本发明的器具的相应构型方面所提到的优点。

根据另外的有利的构型，借助从热泵的蒸发器出来的过程空气流加载冷却单元。这种构型相应地具有根据本发明的器具的相应构型方面所提到的优点。

附图说明

接下来参照附图根据优选的实施方式示例性地解释本发明。附图示出：

图1示出根据本发明的器具的实施例的示意性的示图；和

图2示出根据本发明的器具的另一实施例的示意性的示图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的用于干燥洗涤物的器具1的实施例的示意性的示图。

器具1具有器具壳体2，在所述器具壳体2中布置有开放式过程空气系统3，所述开放式过程空气系统3具有干燥室4，所述干燥室4容纳未示出的待干燥的洗涤物。过程空气系统3具有过程空气鼓风机5，所述过程空气鼓风机5可以借助于器具1的驱控电子部件6激活以执行干燥过程。

此外，器具1具有以热的方式耦合到过程空气系统3上的热泵7，所述热泵7构造成压缩机-热泵。热泵7具有液化器8、蒸发器9、压缩机10、膨胀单元11和制冷剂管路12，由此构成了热泵7的制冷剂回路，其中，所述液化器8对进入到过程空气系统3中的周围环境空气进行加热，所述蒸发器9对从干燥室4出来的过程空气进行冷却且排湿，所述制冷剂管路12将热泵7的这些部件相互连接。

此外，器具1具有以热的方式耦合到热泵7的液化器8与膨胀单元11之间的制冷剂管路12上的冷却单元13，用于冷却流经这个制冷剂管路12的制冷剂。冷却单元13这样布置在过程空气系统3上，使得该冷却单元13可以至少部分地借助从蒸发器9出来的过程空气进行加载。

图2示出根据本发明的用于干燥洗涤物的器具14的另一实施例的示意性的示图。

器具14具有器具壳体2，在所述器具壳体2中布置有开放式过程空气系统15，所述开放式过程空气系统15具有干燥室4，所述干燥室4容纳未示出的待干燥的洗涤物。过程空气系统15具有过程空气鼓风机5，所述过程空气鼓风机5可以借助于器具14的驱控电子部件6激活以执行干燥过程。在过程空气系统15上设有两个传感器16和17，用于检测干燥过程的相应至少一个过程参数。这些传感器与驱控电子部件6连接。

此外，器具14具有以热的方式耦合到过程空气系统15上的热泵7，所述热泵7构造成压缩机-热泵。热泵7具有液化器8、蒸发器9、压缩机10、膨胀单元11和制冷剂管路12，由此构成了热泵7的制冷剂回路，其中，所述液化器8对进入到过程空气系统15中的周围环境空气进行加热，所述蒸发器9对从干燥室4出来的过程空气进行冷却且排湿，所述制冷剂管路12将热泵7的这些部件相互连接。

此外，器具14具有以热的方式耦合到热泵7的液化器8与膨胀单元11之间的制冷剂管路12上的冷却单元13，用于冷却流经这个制冷剂管路12的制冷剂。器具14具有附加鼓风机18，所述附加鼓风机18这样布置，以使得借助该附加鼓风机18能够对冷却单元13以周围环境空气流进行加载。附加鼓风机18与驱控电子部件6以电的方式连接，所述驱控电子部件6设置用于：对附加鼓风机18根据干燥过程的借助于传感器16和17所检测到的这些过程参数中的至少一个过程参数进行驱控。

附图标记列表

1 器具

2 器具壳体

3 过程空气系统

4 干燥室

5 过程空气鼓风机

6 驱控电子部件

7 热泵

8 液化器

9 蒸发器

10 压缩机

11 膨胀单元

12 制冷剂管路

13 冷却单元

14 器具

15 过程空气系统

16 传感器

17 传感器

18 附加鼓风机

Claims (6)

1.一种用于干燥洗涤物的器具(1，14)，该器具包括至少一个开放式过程空气系统(3，15)，所述开放式过程空气系统具有：

-至少一个干燥室(4)，所述干燥室容纳待干燥的洗涤物，和

-至少一个热泵(7)，所述热泵热耦合到所述过程空气系统(3，15)上，

其特征在于，

至少一个冷却单元(13)热耦合到所述热泵(7)的液化器(8)与膨胀单元(11)之间的制冷剂管路(12)上，并且所述冷却单元用于冷却流经所述制冷剂管路(12)的制冷剂，其中，所述冷却单元(13)布置在所述过程空气系统(3)上，以使得该冷却单元能够至少部分地借助从蒸发器(9)出来的过程空气被加载。

2.根据权利要求1所述的器具(14)，

其特征在于，

设有至少一个附加鼓风机(18)，所述附加鼓风机布置成：使得借助该附加鼓风机能够对所述冷却单元(13)以周围环境空气流进行加载。

3.根据权利要求2所述的器具(14)，

其特征在于，

设有至少一个驱控电子部件(6)，该驱控电子部件与所述附加鼓风机(18)电连接，所述驱控电子部件设置用于：对所述附加鼓风机(18)根据干燥过程的至少一个所检测到的过程参数进行驱控。

4.一种用于运行用于干燥洗涤物的器具(1，14)的热泵(7)的方法，所述器具包括至少一个开放式过程空气系统(3，15)，所述过程空气系统具有容纳待干燥的洗涤物的至少一个干燥室(4)，其中，所述热泵(7)热耦合到所述过程空气系统(3，15)上，

其特征在于，

从所述热泵(7)的液化器(8)流出的制冷剂借助于至少一个冷却单元(13)主动地冷却，所述冷却单元热耦合到制冷剂管路(12)上，该制冷剂管路引导从所述液化器(8)流出的制冷剂，其中，所述冷却单元(13)布置在所述过程空气系统(3)上，以使得该冷却单元能够至少部分地借助从蒸发器(9)出来的过程空气被加载。

5.根据权利要求4所述的方法，

其特征在于，

所述冷却单元(13)借助周围环境空气流被加载。

6.根据权利要求4所述的方法，

其特征在于，

所述冷却单元(13)借助从所述热泵(7)的蒸发器(9)出来的过程空气流被加载。

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