CN111945401A - 用于烘干洗涤物的器具和用于运行该器具的热泵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于烘干洗涤物的器具(1，14)，其具有至少一个开放的过程空气系统(3，15)，所述过程空气系统具有至少一个接收待烘干的洗涤物的烘干室(4)和至少一个与所述过程空气系统(3，15)热耦合的热泵(7)。为了减小在开放的过程空气系统(3，15)的排出口处的过程空气的能量含量并且提高所述器具(1，14)的除湿性能，所述器具(1，14)具有至少一个与所述热泵(7)的压缩机(10)和冷凝器(8)之间的制冷剂管路(12)热耦合的、用于冷却流过所述制冷剂管路(12)的制冷剂的冷却单元(13)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于烘干洗涤物的器具，其具有至少一个开放的过程空气系统，所述过程空气系统具有至少一个接收待烘干的洗涤物的烘干室和至少一个与所述过程空气系统热耦合的热泵。此外，本发明涉及一种用于运行用于烘干洗涤物的器具的热泵的方法，所述器具具有至少一个开放的过程空气系统，所述过程空气系统具有至少一个接收待烘干的洗涤物的烘干室，其中，热泵与过程空气系统热耦合。
背景技术
用于烘干洗涤物的器具在多个设计方案中已知。特别是已知了下述的用于烘干洗涤物的器具，该器具包括具有接收待烘干的洗涤物的烘干室的、开放的过程空气系统并且实现从流入过程空气系统中的过程空气回收热量。所述器具可以例如设计为具有热量回收装置的排气式烘干机。相应的器具例如由DE 197 37 075 A1、DE 197 31 826 A1、DE 30 00865 A1 und US 2012/10030960 A1已知。在此，用于热量回收的装置可以是单个的与过程空气系统热耦合的热交换器或与过程空气系统热耦合的压缩机热泵。在后者的情况中，从烘干室排出的排出空气借助热泵的蒸发器回收热量，所述热量在热泵的制冷剂循环回路中借助热泵的冷凝器又被传输给进入到过程空气系统中的过程空气。此外，EP 2 037 034 B1公开了一种排气式烘干机，其具有热泵和用于清洁热泵的蒸发器的清洁装置。
因为排气式烘干机具有开放的过程空气系统，所以排气式烘干机与具有封闭的过程空气导向装置和热量回收装置的冷凝烘干机不同地除了潜在的热量也回收敏感的热量。附加地通过热泵的冷凝器输入到过程空气中的压缩机功率也提高了烘干速度。由此，具有热量回收装置的排气式烘干机尽管一定的冷凝效率还可以具有与冷凝烘干机相比低小于50％的消耗量。
在封闭的过程空气系统中连续地输入的压缩机功率导致对冷凝烘干机越来越大的加热。如果所述功率输入与在烘干过程期间产生的能量损失、例如构件加热、由热辐射、对流或泄露引起的损失不处于平衡中，则可能过度加热过程空气系统和热泵，由此降低热泵的效率。作为对此的相应措施已知的是，将主动冷却的辅助热交换器使用在热泵的制冷剂循环系统中或者将空气-空气热交换器用于过程空气中。
因为在排气式烘干机的开放的过程空气系统中被吸入的过程空气的温度保持几乎恒定并且不高于环境温度，所以不发相应的过度加热。被吸入的环境空气的恒定的低的温度水平决定了热泵的高效率。与此相对地可能存在放置位置的总能量平衡的缺点，因为通常更热的内室空气多次通过较冷的外界空气交换。DE 103 49 712 A1公开了一种排气式烘干机，其具有可调节的循环空气含量。此外已知的是，具有热泵和辅助加热装置的排气式烘干机可以实现非常高的除湿性能。
具有用于热量回收的压缩机-热泵的排气式烘干机的冷凝效率可以与泵因数和输入空气的相对空气湿度相关地为最大70％。只有当过程空气的绝对含水量在排气式烘干机的一向无损失的空气输送的情况下在输入点和输出点处是相同的，该效率才可以与过程空气体积流量和烘干速度无关地是100％。
因为从热泵的蒸发器排出的过程空气以100％的相对湿度离开排气式烘干机，所以在所接收的过程空气体积流量200m3/h下过程空气必须以500W被冷却。例如对于大小为200m3/h所接收的过程空气体积流量在特定的烘干速度10min/kg和洗涤物的初始湿度60％下不允许在过程空气系统的输入口和排出口之间的过程空气的含水量的差值对于冷凝程度80％超过2,88g/kg。该值与环境空气的状态无关。
如果过程空气以与在过程空气系统的输入口处相同的热焓从所述过程空气系统输出，则过程空气的含水量还在使冷凝效率大于80％的范围内。如果过程空气在过程空气系统的输入口处在20℃下具有仅为50％的相对空气湿度，则冷凝效率仅仅还是大约80％。在空气温度为20℃以在过程空气系统的排出口处为100％的相对湿度，冷凝效率为大约60％。对于所接收的空气体积流量200m3/h，这相应于到过程空气中的1000W的能量输入。对于烘干机的减去大约1/3的热损失的平均电连接功率900W(压缩机功率、驱动功率和控制)，冷凝作用因此可以不超过70％。
为了使热泵烘干机在封闭的空间内与冷凝烘干机相比能够以大于80％的冷凝效率运行，总连接功率的范围内的系统热损失是必要的。该量级中的损失延长了烘干时间并且同时以不期望的大小增大能量消耗量。
WO 2011/072999A2公开了一种家用器具，其具有用于处理物品的处理室、用于引导过程空气通过处理室的过程空气导向装置，其中，过程空气导向装置包括用于驱动过程空气的鼓风机、布置在处理室的上游的用于加热过程空气的加热装置和热泵，其中，加热装置是用于将热量从循环通过热泵的制冷剂传递到过程空气的热源。热泵包括用于将热量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：可变的变窄部，所述变窄部定义为在给定的压力和温度条件下限定冷凝液的流量；用于使制冷剂在封闭的循环系统中循环通过热泵的制冷剂导向装置；与膨胀系统连接的控制单元以及属于热泵的传感器单元用于控制膨胀系统的变窄部作为对从传感器单元传输到控制单元的信号的反应。传感器单元包括用于检测该器具的环境温度的环境温度传感器，其中，控制单元这样预先调节，以使得当环境温度基本上相应于给定的正常环境温度时，所述控制单元调节为限定至额定值，并且控制单元这样预先调节，以使得当环境温度大大不同于正常环境温度时，所述控制单元调节为限定至超过额定值的值。
发明内容
本发明的任务在于，减小在用于烘干洗涤物的器具的开放的过程空气系统的排出口处的过程空气的能量含量并且提高该器具的除湿性能。
该任务通过优选技术方案来解决。有利的设计方案在下述的说明书、可选技术方案和附图中描述，其中，所述设计方案可以分别单独地或者以所述设计方案的至少两个彼此不同的组合实现本发明的一个进一步改进的、特别是也优选的或有利的方面。该器具的设计方案可以在此相应于方法的设计方案，并且反之亦然，即使在下文中对此在个别情况中未详细地说明。
根据本发明的用于烘干洗涤物的器具具有至少一个开放的过程空气系统，所述过程空气系统具有至少一个接收待烘干的洗涤物的烘干室、至少一个与过程空气系统热耦合的热泵和至少一个与热泵的压缩机和冷凝器之间的制冷剂管路热耦合的、用于冷却流过制冷剂管路的制冷剂的冷却单元。
根据本发明从压缩机流出的、输送到冷凝器的、被压缩的制冷剂借助附加的在制冷剂循环系统的制冷剂管路上的冷却单元来冷却。为此，冷却单元可以具有至少一个与制冷剂管路热耦合的、可被施加冷却空气流的空气冷却器或者与制冷剂管路热耦合的、可被施加冷却液体流的液体冷却器、即热交换器。制冷剂管路可以例如被引导通过冷却器或者在所述冷却器旁边被引导。
在制冷剂循环系统中，附加的冷却单元导致在制冷剂输入到冷凝器之前冷却制冷剂并且由此总体上导致更强地或者非常强地再冷却制冷剂。冷凝器中的制冷剂的可能的再冷却由此保持不受影响。虽然确定烘干速度的冷凝器功率以冷却单元的输出功率下降，但是除湿性能通过热泵的蒸发器保持不变。由此，在蒸发器的排出口处的饱和空气的能量含量或含水量与输入能量相关地通过冷凝器如此程度地下降，以使得冷凝率以期望的值升高到80％以上。由于在冷凝器的输入口处的过程空气的恒定的状态条件，然而由于通过冷却单元导致的更低的功率输入，所以使烘干速度下降。附加冷却器可以例如传输大于600W。因为通过根据本发明的、制冷剂的加强的再冷却的措施也实现改善热泵的效率，甚至可以降低用于烘干洗涤物的器具的能量消耗。通过根据本发明对热泵的制冷剂循环系统的制冷剂的附加冷却并且可由此实现的大于80％的冷凝效率，根据本发明的器具尽管其开放的过程空气循环系统却可以作为冷凝烘干机在封闭的空间内运行。
开放的过程空气系统部分地通过接收待烘干的洗涤物的烘干室构成并且具有至少一个过程空气鼓风机，所述过程空气鼓风机用于使过程空气运动通过过程空气系统的与烘干室连通地连接的过程空气导向装置。过程空气系统还可以具有至少一个过程空气过滤器，所述过程空气过滤器可以例如连接在烘干室和热泵的蒸发器之间。此外，过程空气系统可以具有至少一个电的附加加热单元，所述附加加热单元可以连接在热泵的冷凝器和烘干室之间。
热泵优选地直接与过程空气系统热耦合。特别是蒸发器和冷凝器与过程空气系统热耦合。热泵可以设计为压缩机热泵并且相应地具有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。
用于烘干洗涤物的器具可以例如设计为洗涤物烘干机(排气式烘干机)、具有排出气体烘干功能的洗涤烘干机或者具有排出气体烘干功能的烘干箱。
根据一个有利的设计方案，该器具具有至少一个附加鼓风机，所述附加鼓风机布置为使得通过其能够给冷却单元施加环境空气流。通过给冷却单元施加环境空气流，冷却单元并且由此制冷剂可以吸收热量，以便可以对制冷剂进行期望的冷却。附加鼓风机可以这样相对于冷却单元布置，以使得环境空气流直接朝向冷却单元定向。替换地，附加鼓风机可以通过空气导向装置与冷却单元连接。
一个另外的有利的设计方案设置，该器具具有至少一个与附加鼓风机电连接的控制电子装置，所述控制电子装置设置用于根据烘干过程的至少一个检测到的过程参数控制所述附加鼓风机。由此能够根据烘干过程的一个、两个或多个过程参数有针对性地冷却冷却单元并且由此冷却制冷剂。可以例如使用在过程空气系统的输入口或排出口处的过程空气的温度或者诸如此类作为过程参数。
根据一个另外的有利的设计方案，冷却单元布置在过程空气系统上，以使得冷却单元能够至少部分地被施加从蒸发器排出的过程空气。由此不需要附加鼓风机，这有利地实现该器具内部的可供使用的结构空间并且降低该器具的制造成本。从蒸发器出来的饱和的过程空气被引导通过冷却单元。与借助冷却单元从制冷剂循环系统的相应的能量输出有关地，不仅过程空气的温度升高，而且所述过程空气的相对湿度降低。因为通过根据本发明的冷却措施则使从过程空气系统排出的过程空气的温度明显高于输入到过程空气系统中的环境空气的温度，所以不再产生例如在过程空气系统的被以过程空气吹送的壁上凝结的冷凝液。
按照一种根据本发明的用于运行用于烘干洗涤物的器具的热泵的方法，所述器具具有至少一个开放的过程空气系统，所述过程空气系统具有至少一个接收待烘干的洗涤物的烘干室，其中，热泵与过程空气系统热耦合，从热泵的压缩机流出的制冷剂借助至少一个冷却单元主动冷却，所述冷却单元与引导从压缩机流出的制冷剂的制冷剂管路热耦合。
通过方法相应地实现前面关于所述器具所提及的优点。所述方法可以特别是通过所述器具根据一个前面所提及的设计方案或者所述设计方案中的至少两个设计方案彼此的任意组合实施。冷却单元的主动冷却通过给冷却单元施加冷却液体流实现。
根据一个有利的设计方案，冷却单元被施加环境空气流。通过该设计方案相应地实现前面关于该器具的相应的设计方案所提及的优点。
根据一个另外的有利的设计方案，冷却单元被施加从热泵的蒸发器排出的过程空气流。通过该设计方案相应地实现前面关于该器具的相应的设计方案所提及的优点。
附图说明
下面参考附图根据优选的实施方式示例性地描述本发明。附图中：
图1示出根据本发明的器具的一个实施例的示意图；和
图2示出根据本发明的器具的一个另外的实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的用于烘干洗涤物的器具1的一个实施例的示意图。
器具1具有器具壳体2，具有未示出的、接收待烘干的洗涤物的烘干室4的开放的过程空气系统3布置在所述器具壳体中。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可以借助所述器具1的控制电子装置6被激活以实施烘干过程。
此外，器具1具有与过程空气系统3热耦合的热泵7，所述热泵设计为压缩机热泵。热泵7具有加热被输入到过程空气系统3中的环境空气的冷凝器8、从烘干室4排出的过程空气冷却和除湿的蒸发器9、压缩机10、膨胀单元11以及将热泵7的所述部件彼此连接的制冷剂管路12，由此形成热泵7的制冷剂循环系统。
此外，器具1具有与热泵7的压缩机10和冷凝器8之间的制冷剂管路12热耦合的、用于冷却流过该制冷剂管路12的制冷剂的冷却单元13。冷却单元13这样布置在过程空气系统3上，以使得所述冷却单元能够至少部分地被施加从蒸发器9排出的过程空气。
图2示出根据本发明用于烘干洗涤物的器具14的一个另外的实施例的示意图。
器具14具有器具壳体2，具有未示出的接收待烘干的洗涤物的烘干室4的、开放的过程空气系统15布置在该器具中。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可以借助该器具14的控制电子装置6被激活以实施烘干过程。用于分别检测烘干过程的至少一个过程参数的两个传感器16和17位于过程空气系统15上。所述传感器与控制电子装置6连接。
此外，器具14具有与过程空气系统15热耦合的热泵7，所述热泵设计为压缩机热泵。Die热泵7具有加热被输入到过程空气系统15中的环境空气的冷凝器8、将从烘干室4排出的过程空气冷却和除湿的蒸发器9、压缩机10、膨胀单元11和使热泵7的所述部件彼此连接的制冷剂管路12，由此形成热泵7的制冷剂循环回路。
此外，器具14具有与热泵7的压缩机10和冷凝器8之间的制冷剂管路12热耦合的、用于冷却流过该制冷剂管路12的制冷剂的冷却单元13。器具14具有附加鼓风机18，所述附加鼓风机布置为使得能够通过其给冷却单元13施加环境空气流。附加鼓风机18与控制电子装置6电连接，所述控制电子装置设置用于根据至少一个借助传感器16和17检测到的、烘干过程的过程参数来控制附加鼓风机18。
附图标记列表
1 器具
2 器具壳体
3 过程空气系统
4 烘干室
5 过程空气鼓风机
6 控制电子装置
7 热泵
8 冷凝器
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 (7)
1.一种用于烘干洗涤物的器具(1，14)，其具有至少一个开放的过程空气系统(3，15)，所述过程空气系统具有至少一个接收待烘干的洗涤物的烘干室(4)和至少一个与所述过程空气系统(3，15)热耦合的热泵(7)，其特征在于，设置至少一个与所述热泵(7)的压缩机(10)和冷凝器(8)之间的制冷剂管路(12)热耦合的冷却单元(13)用于冷却流过所述制冷剂管路(12)的制冷剂。
2.根据权利要求1所述的器具(14)，其特征在于，设置至少一个附加鼓风机(18)，所述附加鼓风机布置为使得通过其能够给所述冷却单元(13)施加环境空气流。
3.根据权利要求2所述的器具(14)，其特征在于，设置至少一个与所述附加鼓风机(18)电连接的控制电子装置(6)，所述控制电子装置设置用于根据烘干过程的至少一个检测到的过程参数控制所述附加鼓风机(18)。
4.根据权利要求1所述的器具(1)，其特征在于，所述冷却单元(13)布置在所述过程空气系统(3)上，以使得所述冷却单元能够至少部分地被施加从蒸发器(9)排出的过程空气。
5.一种用于运行用于烘干洗涤物的器具(1，14)的热泵(7)的方法，所述器具具有至少一个开放的过程空气系统(3，15)，所述过程空气系统具有至少一个接收待烘干的洗涤物的烘干室(4)，其中，所述热泵(7)与所述过程空气系统(3，15)热耦合，其特征在于，从所述热泵(7)的压缩机(10)流出的制冷剂借助至少一个冷却单元(13)主动冷却，所述冷却单元与引导从所述压缩机(10)流出的制冷剂的制冷剂管路(12)热耦合。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述冷却单元(13)被施加环境空气流。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述冷却单元(13)被施加从所述热泵(7)的蒸发器(9)排出的过程空气流。
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