CN110965257A - 磁热泵、洗烘一体机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁热泵组件、洗烘一体机。其中一种磁热泵组件，包括磁热泵、热端换热器、冷端换热器，所述热端换热器、冷端换热器中的第一换热流体能够与所述磁热泵具有的蓄冷器进行热交换，还包括加热室壳体、冷却室壳体，所述冷却室壳体、加热室壳体分别处于所述磁热泵的两端，且所述冷却室壳体、磁热泵、加热室壳体依次贯通形成气流通道，所述热端换热器、冷端换热器分别处于所述加热室壳体、冷却室壳体内。本发明提供的一种磁热泵组件、洗烘一体机，将加热室壳体、冷却室壳体与磁热泵集成于一体，使磁热泵组件形成一个有机整体，简化其在洗烘一体机中的组装工序，也能够便于对洗烘一体机内部空间进行进一步的优化设计。

Description

磁热泵、洗烘一体机

技术领域

本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种磁热泵组件、洗烘一体机。

背景技术

在人们对健康品质生活的追求愈加高涨、城市居民生活节奏不断加快等因素的助推下，洗烘一体机横空出世并深受广大消费者的欢迎，洗烘一体机尤其适合梅雨季节时期的南方家庭、空气质量差不适合户外晒衣的北方家庭，以及想要衣物即洗即穿或追求衣物更加蓬松舒适的使用人群。近几年，洗烘一体机的市场销售异军突起，在今后相当长的时间，其旺盛的市场需求也必将进一步被挖掘。

洗烘一体机主要有蒸汽、冷凝、热泵三大烘干方式，而热泵烘干则是这三种烘干方式中能效最高、烘干效果最好的一种。热泵干衣机相对于普通干衣机，无需加热器加热，通过热泵系统实现内部的热量传递，对外几乎没有热量散失，能量的利用率高，更节能。在烘干过程中，传统方式是采用“压缩机+制冷剂”的形式，就类似内部装了一个热空调，好处是不需要电加热且能耗只有用电直接加热方式的一半，出水方式都是水箱冷凝的，不用装排气管。热泵烘干由于采用类似空调的除湿方式烘干，烘干温度更低，可以达到65℃以下，能够适应更多衣物面料，保护衣物。但是前述的这种传统的热泵式洗烘一体机采用的是蒸汽压缩机，其造价尤其昂贵，导致用户购置成本过高，市场接受能力小。为了克服前述不足，新型制冷技术(非蒸气压缩式制冷)的研发日趋紧迫。磁制冷技术则是发展前景最被看好的新型制冷技术之一，尤其是其在环境友好性和高效能方面的优势十分突出，相比传统蒸汽压缩式制冷，磁制冷的制冷效率可达卡诺循环效率的40％～50％，比传统的压缩制冷方式高30％左右；此外磁制冷方式采用磁性材料进行固-液换热，无对环境有害的气体，并且磁制冷装置的运行频率低，产生的噪声小，凭借前述优势，磁制冷技术成为近年来受关注度最高的新制冷技术，但这种磁制冷技术在洗烘一体机中的应用则存在部件零散、结构相对复杂等问题，导致在洗烘一体机在生产制造组装过程中工序繁多，基于此种不足，提出本发明。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种磁热泵组件、洗烘一体机，将加热室壳体、冷却室壳体与磁热泵集成于一体，使磁热泵组件形成一个有机整体，简化其在洗烘一体机中的组装工序，也能够便于对洗烘一体机内部空间进行进一步的优化设计。

为了解决上述问题，本发明提供一种磁热泵组件，包括磁热泵、热端换热器、冷端换热器，所述热端换热器、冷端换热器中的第一换热流体能够与所述磁热泵具有的蓄冷器进行热交换，还包括加热室壳体、冷却室壳体，所述冷却室壳体、加热室壳体分别处于所述磁热泵的两端，且所述冷却室壳体、磁热泵、加热室壳体依次贯通形成气流通道，所述热端换热器、冷端换热器分别处于所述加热室壳体、冷却室壳体内。

优选地，所述磁热泵具有动力输入转轴，所述动力输入转轴具有伸出于所述加热室壳体或者冷却室壳体的第一驱动端。

优选地，所述动力输入转轴具有与所述磁热泵内部直接动力连接的第一轴以及与具有所述第一驱动端的第二轴，所述第一轴与所述第二轴通过减速装置连接。

优选地，所述第二轴上套装有风叶。

优选地，所述风叶处于所述加热室壳体内；和/或，还包括接水盘，所述接水盘处于所述冷却室壳体内并处于所述冷端换热器的下方。

优选地，所述磁热泵还包括流体驱动装置，所述流体驱动装置在所述动力输入转轴的作用下将所述第一换热流体在所述蓄冷器与所述热端换热器、冷端换热器之间流动。

优选地，所述流体驱动装置为活塞式驱动缸，所述热端换热器包括第一换热器、第二换热器，所述蓄冷器包括第一蓄冷器、第二蓄冷器，所述活塞式驱动缸的第一腔、第一单向阀、第一蓄冷器、冷端换热器、第二蓄冷器、第二换热器、第二单向阀、活塞式驱动缸的第二腔形成第一流路，所述活塞式驱动缸的第二腔、第三单向阀、第二蓄冷器、冷端换热器、第一蓄冷器、第一换热器、第四单向阀、活塞式驱动缸的第一腔形成第二流路。

本发明还提供一种洗烘一体机，包括磁热泵组件，所述磁热泵组件为上述的磁热泵组件。

优选地，所述洗烘一体机还包括外滚筒，所述加热室壳体、冷却室壳体分别通过第一管路、第二管路与所述外滚筒的内腔贯通。

优选地，所述洗烘一体机还包括加热换热器，所述加热换热器与所述热端换热器可选择性贯通连接，以在所述洗烘一体机处于洗涤水加热模式时，将所述热端换热器中的热量转移到所述加热换热器中。

优选地，所述冷端换热器处还设有喷淋装置，当所述洗烘一体机处于洗涤水加热模式时，所述喷淋装置用于喷淋第二换热流体于所述冷端换热器上，所述第二换热流体的温度高于所述冷端换热器中的第一换热流体的温度。

优选地，所述外滚筒内装设有内滚筒，所述内滚筒的末端设有第二驱动端，还包括驱动电机，所述驱动电机通过第一传动件与所述第二驱动端驱动连接，所述第二驱动端通过第二传动件与第一驱动端驱动连接。

优选地，所述第一驱动端包括第一皮带轮，和/或，所述第二驱动端包括第二皮带轮，和/或，所述第一传动件包括第一皮带，和/或，所述第二传动件包括第二皮带。

本发明提供的一种磁热泵组件、洗烘一体机，所述加热室壳体与所述冷却室壳体分别设置于所述磁热泵的两端并与所述磁热泵的外壳形成一个整体，从而使三者有机的集成为一个整体，且将相应的热端换热器及冷端换热器分别对应设置于所述加热室壳体及冷却室壳体内，从而时所述磁热泵组件形成了具有冷却室壳体、磁热泵、加热室壳体依次贯通形成的气流通道的磁热泵组件整体，这简化了其在洗烘一体机中的组装工序，也能够便于对洗烘一体机内部空间进行进一步的优化设计。

附图说明

图1为本发明实施例的磁热泵组件的立体分解结构示意图；

图2为本发明实施例的洗烘一体机的内部结构示意图(局部)；

图3为图2中的洗烘一体机的烘干气流的流向示意图，图中箭头具体示出烘干气流的流向；

图4为图2中的洗烘一体机的磁制冷/制热与烘干的原理示意图。

附图标记表示为：

1、磁热泵；11、蓄冷器；111、第一蓄冷器；112、第二蓄冷器；12、动力输入转轴；13、流体驱动装置；14、磁场发生装置；2、热端换热器；21、加热室壳体；22、第一换热器；23、第二换热器；3、冷端换热器；31、冷却室壳体；4、减速装置；5、风叶；6、接水盘；71、第一单向阀；72、第二单向阀；73、第三单向阀；74、第四单向阀；100、磁热泵组件；101、外滚筒；1021、第一管路；1022、第二管路；103、加热换热器；104、内滚筒；105、驱动电机；1061、第一传动件；1062、第二传动件；107、外壳。

具体实施方式

结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供一种磁热泵组件，包括磁热泵1、热端换热器2、冷端换热器3，其能够利用变化的磁场对处于其具有的蓄冷器11中的磁工质进行加磁或去磁产生磁热效应，所述热端换热器2、冷端换热器3中的第一换热流体能够与所述蓄冷器11进行热交换，还包括加热室壳体21、冷却室壳体31，所述冷却室壳体31、加热室壳体21分别处于所述磁热泵1的两端，且所述冷却室壳体31、磁热泵1、加热室壳体21依次贯通形成气流通道，所述热端换热器2、冷端换热器3分别处于所述加热室壳体21、冷却室壳体31内。该技术方案中，所述加热室壳体21与所述冷却室壳体31分别设置于所述磁热泵1的两端并与所述磁热泵1的外壳形成一个整体，从而使三者有机的集成为一个整体，且将相应的热端换热器2及冷端换热器3分别对应设置于所述加热室壳体21及冷却室壳体31内，从而时所述磁热泵组件形成了具有冷却室壳体31、磁热泵1、加热室壳体21依次贯通形成的气流通道的磁热泵组件整体，这简化了其在洗烘一体机中的组装工序，也能够便于对洗烘一体机内部空间进行进一步的优化设计。进一步地，所述加热室壳体21与所述冷却室壳体31分别设置于所述磁热泵1的两端并与所述磁热泵1的外壳栓接连接。所述第一换热流体例如可以为水、水与乙二醇或其他流体的混合物、空气、氦气、氩气等。

进一步地，所述磁热泵1具有动力输入转轴12，所述动力输入转轴12具有伸出于所述加热室壳体21或者冷却室壳体31的第一驱动端，当所述动力输入转轴12穿行伸出于所述加热室壳体21时，相应的将所述热端换热器2的中部设置相应的过孔，同样道理，当所述动力输入转轴12穿行伸出于所述冷却室壳体31时，相应的将所述冷端换热器3的中部设置相应的过孔，以使所述热端换热器2或者冷端换热器3能够套装于所述动力输入转轴12的外周，进一步使所述磁热泵组件的结构更为紧凑。

所述动力输入转轴12具有与所述磁热泵1内部直接动力连接的第一轴以及与具有所述第一驱动端的第二轴，所述第一轴与所述第二轴通过减速装置4连接。所述减速装置4例如采用常规的能够对输入转速与输出转速进行速差控制的齿轮箱(固定减速比或者无级减速的皆可，具体根据需要选择即可)，这样能够实现对磁热泵1的运行频率的调整控制，而不会影响到对其他传动连接的部件的运转速度的控制，而尤其有利于烘干一体机在整体结构上的紧凑化设计，具体将在下文中进一步阐述相应技术方案，此处暂不做赘述。

为了加快烘干气流的流动速度，提升烘干一体机的烘干效率，现有的烘干一体机上皆设置有相应的风机，例如，将风机或者相应的风叶单独设置在烘干风道内，并采用单独的电机对风叶进行旋转驱动，而本发明中则将其结构优化为将风叶5套装在所述第二轴，由此，即实现了对烘干气流的流速调控提高烘干效率的效果，还能够进一步充分利用本发明在磁热泵组件一体化集成化设计上的优势，无需对风叶5单独设置相应的电机驱动，节省空间的同时节省成本。

最好的，将所述风叶5设置于所述加热室壳体21内；为了对冷端换热器3产生的冷凝水进行及时的收集并导流出，还包括接水盘6，所述接水盘6处于所述冷却室壳体31内并处于所述冷端换热器3的下方。

所述磁热泵1在结构型式上可以是多种多样的，理论上能够利用磁工质的磁热效应实现对蓄冷器11的吸热或者放热并实现与本发明中的热端换热器2、冷端换热器3发生热交换的磁热泵皆行，而磁热泵利用磁制冷及制热的原理作为业内公知的技术，本发明不做特别保护。所述热端换热器2、冷端换热器3中的第一换热流体最好是能够由相应的驱动部件进行驱动，以提高其流动性，如此能够提高其换热效率，此时，最好的，所述磁热泵1还包括流体驱动装置13，所述流体驱动装置13在所述动力输入转轴12的作用下将所述第一换热流体在所述蓄冷器11与所述热端换热器2、冷端换热器3之间流动，也即，该技术方案中，所述流体驱动装置13的动力也源自于所述动力输入转轴12，而无需单独针对所述流体驱动装置13匹配相应的驱动动力源，进一步精简所述磁热泵组件的结构，减少零部件的数量。

具体的，所述流体驱动装置13为活塞式驱动缸，可以理解的，所述活塞式驱动缸被其具有的活塞分隔为相互独立的第一腔及第二腔，所述活塞的往复运动将改变所述第一腔及第二腔的容积，进而迫使相应腔室中的第一换热流体在相应的流路中流动，所述活塞的往复运动例如可以通过所述动力输入转轴12上的凸轮实现，所述热端换热器2包括第一换热器22、第二换热器23，所述蓄冷器11包括第一蓄冷器111、第二蓄冷器112，所述活塞式驱动缸的第一腔、第一单向阀71、第一蓄冷器111、冷端换热器3、第二蓄冷器112、第二换热器23、第二单向阀72、活塞式驱动缸的第二腔形成第一流路，所述活塞式驱动缸的第二腔、第三单向阀73、第二蓄冷器112、冷端换热器3、第一蓄冷器111、第一换热器22、第四单向阀74、活塞式驱动缸的第一腔形成第二流路。参见图4所示，图中实线线路示出了第一换热流体所流动的所述第一流路及第二流路，图中虚线线路示出了烘干气流的循环轨迹，此处先针对第一换热流体的流动原理予以阐述。图中14示出了磁场发生装置，其作为现有技术，可以是通电线圈，亦可以是其他的能够被控制或者控制所述蓄冷器11中的磁工质具有磁性或者不具有磁性的装置，例如旋转磁场，对此，本发明不做可以保护而仅利用其特性，如图4所示出，在第一时刻，所述第二蓄冷器112被所述磁场发生装置14加磁，第二蓄冷器112中的磁工质加磁发生磁热效应放热，同时第一蓄冷器111则不加磁，第二蓄冷器112中的磁工质去磁吸热，而与此同时，所述流体驱动装置13中的活塞由第二腔向第一腔运动，迫使第一流路中的第一换热流体沿图4示出的顺时针方向流动，具体的，第一换热流体由所述活塞式驱动缸的第一腔、第一单向阀71进入第一蓄冷器111，在此处与所述第一蓄冷器111发生热交换(换热气流吸收冷量)，进入冷端换热器3中与其外部的烘干气流热交换(烘干气流冷却冷凝、换热气流升温)、进入第二蓄冷器112(换热气流吸收热量进一步升温)、第二换热器23(烘干气流加热升温、换热气流降温)、第二单向阀72、活塞式驱动缸的第二腔形成第一流路，由此外部的烘干气流在冷却室壳体31中被冷却冷凝除湿，在加热室壳体21中被升温加热后进入洗烘一体机的外滚筒101内对衣物进行高效除湿烘干后再返回所述冷却室壳体31内，形成烘干循环，前述的第一流路形成了磁热泵工作的第一阶段，在第一阶段结束之后，对所述第一蓄冷器111加磁而对第二蓄冷器112去磁操作，也即，此时图中的磁场发生装置14的磁场施加于所述第一蓄冷器111上而不再给所述第二蓄冷器112加磁，此时，所述第一蓄冷器111为热源，所述第二蓄冷器112为冷源，第一换热流体由所述第二腔朝向所述第一腔沿所述第二线路流动，也即，依据本发明的技术方案，第一换热流体在所述流体驱动装置13的作用下在所述第一流路与第二流路中交替反复出现，从而保证了所述冷端换热器3一直作为烘干气流的冷源，而第一换热器22与第二换热器23则交替成为烘干气流的热源。

根据本发明的实施例，还提供一种洗烘一体机，包括磁热泵组件100，所述磁热泵组件100为上述的磁热泵组件。具体的，所述洗烘一体机包括外壳107，所述外壳107内设有外滚筒101，所述加热室壳体21、冷却室壳体31分别通过第一管路1021、第二管路1022与所述外滚筒101的内腔贯通，而可以理解的是，如图2或3所示，所述磁热泵组件100安装于所述外壳107与所述外滚筒101的间隙位置，从而能够进一步优化所述洗烘一体机的内部空间尺寸。优选地，所述洗烘一体机还包括加热换热器103，所述加热换热器103与所述热端换热器2可选择性贯通连接，以在所述洗烘一体机处于洗涤水加热模式时，将所述热端换热器2中的热量转移到所述加热换热器103中，所述加热换热器103处于所述外滚筒101内并处于所述内滚筒104外，以对洗涤水进行加热升温。与此同时，由于所述洗烘一体机处于洗涤水加热模式也即处于洗涤模式而非烘干模式，此时的所述冷端换热器3一直处于过冷状态极易发生结霜结冰现象，此时最好的，在所述冷端换热器3处设置喷淋装置，当所述洗烘一体机处于洗涤水加热模式时，所述喷淋装置用于喷淋第二换热流体于所述冷端换热器3上，所述第二换热流体的温度高于所述冷端换热器3中的第一换热流体的温度，这能够有效防止所述冷端换热器3发生结霜结冰现象。所述喷淋装置例如可以为与外部自来水水龙头相连接的喷水嘴或者莲蓬头，也即所述第二换热流体采用自来水即可。

所述第一管路1021与所述第二管路1022分别沿着所述外滚筒101的轴向间隔设置并分别靠近所述外滚筒101的轴向两端，如图3所示，从而使所述加热室壳体21中的高温常湿的烘干气流进入所述外滚筒101中后在沿所述外滚筒101的径向弥散的同时还能够沿着其轴向流动并形成高温高湿的烘干气流进入所述冷却室壳体31内除湿冷凝，而这种设置能够保证所述高温常湿的烘干气流与所述内滚筒104中的衣物之间的充分接触，以提高烘干效率。

进一步地，所述内滚筒104的末端设有第二驱动端，还包括驱动电机105，所述驱动电机105安装于所述外壳107的底侧，并最好与所述磁热泵组件100分别处于所述外滚筒101的两侧，从而能够对所述洗烘一体机在水平方向上的载荷进行均衡，所述驱动电机105通过第一传动件1061与所述第二驱动端驱动连接，所述第二驱动端通过第二传动件1062与第一驱动端驱动连接；进一步地，所述第一驱动端包括第一皮带轮，和/或，所述第二驱动端包括第二皮带轮，和/或，所述第一传动件1061包括第一皮带，和/或，所述第二传动件1062包括第二皮带，由此，所述洗烘一体机仅通过一个所述驱动电机105能够同时驱动所述内滚筒104的旋转、风叶5的旋转以及磁热泵中流体驱动装置3的运行，极大程度的节省了洗烘一体机的内部空间占有率，降低了制造成本，优化了传动路线，尤其是所述磁热泵1通过减速装置4能够将高频运转的电机转速转化为低频转速大扭矩，有效克服了现有技术中针对多个不同转速需求的部件分别设置对应的驱动装置的不足。进一步可以理解的是，该技术方案中，所述内滚筒104的转速为所述驱动电机105经一级减速后的转速，而所述风叶5的转速为所述驱动电机105经二级减速后的转速，而所述磁热泵1的动力输入转轴12的转速则为所述驱动电机105经三级减速后的转速。

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 (13)

1.一种磁热泵组件，其特征在于，包括磁热泵(1)、热端换热器(2)、冷端换热器(3)，所述热端换热器(2)、冷端换热器(3)中的第一换热流体能够与所述磁热泵(1)具有的蓄冷器(11)进行热交换，还包括加热室壳体(21)、冷却室壳体(31)，所述冷却室壳体(31)、加热室壳体(21)分别处于所述磁热泵(1)的两端，且所述冷却室壳体(31)、磁热泵(1)、加热室壳体(21)依次贯通形成气流通道，所述热端换热器(2)、冷端换热器(3)分别处于所述加热室壳体(21)、冷却室壳体(31)内。

2.根据权利要求1所述的磁热泵组件，其特征在于，所述磁热泵(1)具有动力输入转轴(12)，所述动力输入转轴(12)具有伸出于所述加热室壳体(21)或者冷却室壳体(31)的第一驱动端。

3.根据权利要求2所述的磁热泵组件，其特征在于，所述动力输入转轴(12)具有与所述磁热泵(1)内部直接动力连接的第一轴以及与具有所述第一驱动端的第二轴，所述第一轴与所述第二轴通过减速装置(4)连接。

4.根据权利要求3所述的磁热泵组件，其特征在于，所述第二轴上套装有风叶(5)。

5.根据权利要求4所述的磁热泵组件，其特征在于，所述风叶(5)处于所述加热室壳体(21)内；和/或，还包括接水盘(6)，所述接水盘(6)处于所述冷却室壳体(31)内并处于所述冷端换热器(3)的下方。

6.根据权利要求2所述的磁热泵组件，其特征在于，所述磁热泵(1)还包括流体驱动装置(13)，所述流体驱动装置(13)在所述动力输入转轴(12)的作用下将所述第一换热流体在所述蓄冷器(11)与所述热端换热器(2)、冷端换热器(3)之间流动。

7.根据权利要求6所述的磁热泵组件，其特征在于，所述流体驱动装置(13)为活塞式驱动缸，所述热端换热器(2)包括第一换热器(22)、第二换热器(23)，所述蓄冷器(11)包括第一蓄冷器(111)、第二蓄冷器(112)，所述活塞式驱动缸的第一腔、第一单向阀(71)、第一蓄冷器(111)、冷端换热器(3)、第二蓄冷器(112)、第二换热器(23)、第二单向阀(72)、活塞式驱动缸的第二腔形成第一流路，所述活塞式驱动缸的第二腔、第三单向阀(73)、第二蓄冷器(112)、冷端换热器(3)、第一蓄冷器(111)、第一换热器(22)、第四单向阀(74)、活塞式驱动缸的第一腔形成第二流路。

8.一种洗烘一体机，包括磁热泵组件(100)，其特征在于，所述磁热泵组件(100)为权利要求1至7中任一项所述的磁热泵组件。

9.根据权利要求8所述的洗烘一体机，其特征在于，还包括外滚筒(101)，所述加热室壳体(21)、冷却室壳体(31)分别通过第一管路(1021)、第二管路(1022)与所述外滚筒(101)的内腔贯通。

10.根据权利要求9所述的洗烘一体机，其特征在于，还包括加热换热器(103)，所述加热换热器(103)与所述热端换热器(2)可选择性贯通连接，以在所述洗烘一体机处于洗涤水加热模式时，将所述热端换热器(2)中的热量转移到所述加热换热器(103)中。

11.根据权利要求10所述的洗烘一体机，其特征在于，所述冷端换热器(3)处还设有喷淋装置，当所述洗烘一体机处于洗涤水加热模式时，所述喷淋装置用于喷淋第二换热流体于所述冷端换热器(3)上，所述第二换热流体的温度高于所述冷端换热器(3)中的第一换热流体的温度。

12.根据权利要求9所述的洗烘一体机，其特征在于，所述外滚筒(101)内装设有内滚筒(104)，所述内滚筒(104)的末端设有第二驱动端，还包括驱动电机(105)，所述驱动电机(105)通过第一传动件(1061)与所述第二驱动端驱动连接，所述第二驱动端通过第二传动件(1062)与第一驱动端驱动连接。

13.根据权利要求12所述的洗烘一体机，其特征在于，所述第一驱动端包括第一皮带轮，和/或，所述第二驱动端包括第二皮带轮，和/或，所述第一传动件(1061)包括第一皮带，和/或，所述第二传动件(1062)包括第二皮带。

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