CN113882128B - 一种热泵干衣机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵干衣机，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、滚筒和烘干风道，冷凝器和蒸发器位于烘干风道内，还包括辅助加热装置，辅助加热装置上设有输出热风的热风出口，热风出口经第一风道和靠近冷凝器一侧的烘干风道连通、经第二风道和滚筒连通。通过在烘干风道外部设置辅助加热装置，辅助加热装置产生的热风经第一风道对冷凝器处的环境进行加热，提高热泵系统的换热效率；辅助加热装置产生的热风经第二风道对滚筒进行加热，可以显著缩短干衣时间，有效提高干衣效率。本发明还介绍了一种应用于上述热泵干衣机的控制方法。

Description

一种热泵干衣机及其控制方法

技术领域

本发明属于衣物处理领域，具体地说，涉及一种衣物处理设备及其干燥控制方法，尤其是一种热泵干衣机及其控制方法。

背景技术

现有的热泵干衣机的工作原理为：热泵系统的蒸发器端吸收周围的热量，在冷凝器端散发热量，进而产生干燥的热空气带走湿冷空气实现烘干过程。但是干衣阶段前期，整个热泵系统升温较慢，热泵系统需要一定时间才能达到升温的效果；干衣阶段后期，随着湿冷空气被进入滚筒的烘干热风带走，滚筒的温度逐渐升高，出滚筒出口的烘干热风相对湿度与蒸发器入口的烘干热风相对湿度和冷凝器入口的烘干热风相对湿度和冷凝器入口的烘干热风相对湿度差减小，使得热泵系统换热效率降低，最终导致干衣机烘干时间长的问题。

在生活或生产过程中，存在大量余热排放，随着世界能源的短缺，现有技术公开了许多余热回收装置，用于对余热进行二次利用，既节约了能源，又保护了环境。现有空调在制冷工况时，压缩机中的冷媒首先进入冷凝器进行散热，无论是家用空调常用的风冷法还是商用空调常用的水冷法，最终这部分热量都会通过空气直吹或冷却塔散发到周围环境中，这部分热量可以回收，将回收利用的热能与干衣机烘干过程相结合，缩短烘干时间，提升干衣机能效。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种热泵干衣机及其控制方法，以实现提高热泵系统的换热效率或升高滚筒内部温度，达到提高干衣效率、缩短干衣时间的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种热泵干衣机，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、滚筒和烘干风道，冷凝器和蒸发器位于烘干风道内，还包括辅助加热装置，辅助加热装置上设有输出热风的热风出口，热风出口经第一风道和靠近冷凝器一侧的烘干风道连通、经第二风道和滚筒连通。

进一步，第一风道上设有控制第一风道通断的第一控制阀，第二风道上设有控制第二风道通断的第二控制阀。

进一步，滚筒包括第一进风口、第二进风口和第一排风口，烘干风道的两端分别与第一进风口和第一排风口连通，第二风道的两端分别与辅助加热装置的热风出口和第二进风口连通。

进一步，第一风道和烘干风道的连通端设有风扇，风扇将第一风道输送的热风送至冷凝器处。

进一步，滚筒的第一进风口和第一排风口处分别设有温度传感器，烘干风道内设有对冷凝器处的环境温度进行检测的温度传感器。

进一步，辅助加热装置为空调余热回收装置，回收的热量以热风的形式经第一风道通入烘干风道内对冷凝器处的环境进行加热和/或经第二风道通入滚筒内对滚筒进行加热。

一种热泵干衣机控制方法，应用于上述任一所述的热泵干衣机，在干衣前期阶段，辅助加热装置产生的热风经第一风道向靠近冷凝器一侧的烘干风道流动；在干衣后期阶段，辅助加热装置产生的热风经第二风道向滚筒内部流动。

进一步，在干衣前期阶段，检测冷凝器处的环境温度T，若冷凝器处的环境温度T<X，则第一风道打开，且第二风道关闭；若冷凝器处的环境温度T>X，则第一风道和第二风道均关闭。

进一步，在干衣后期阶段，检测滚筒的第一进风口和第一排风口处的温度，若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT>Y，则第二风道打开，且第一风道关闭；若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT<Y，则第一风道和第二风道均关闭。

进一步，具体步骤如下：

S1：启动热泵干衣机，执行干衣程序，同时打开第一风道，且保持第二风道关闭；

S2：检测冷凝器处的环境温度T，若冷凝器处的环境温度T>X，则执行步骤S3；若冷凝器处的环境温度T<X，则维持现状继续运行；

S3：关闭第一风道，执行步骤S5；

S4：判断干衣阶段是否为后期，若是，执行步骤S5；若否，则维持现状继续运行；

S5：实时检测滚筒的第一进风和第一排风口处的温度，若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT>Y，执行步骤S6；若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT<Y，执行步骤S7；

S6：打开第二风道，执行步骤S5；

S7：判断衣物是否烘干，若是，执行步骤S8；若否，则维持现状继续运行；

S8：结束干衣运行程序。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、空调余热回收装置作为辅助加热装置，使原有空调外机释放到空气的热能回收应用至热泵干衣机中，可以充分利用生活中所产生的废弃能源，提高人们生活品质，也最大限度的节约能源，创造清洁低碳的生活方式。

2、干衣前期阶段，整个热泵系统升温较慢，通过启动辅助加热系统，特别是启动空调余热回收装置辅助热泵系统升温，能够有效缩短干衣机的升温时间，进而提升干衣机的干衣效率。

3、干衣后期阶段，热泵系统达到最大负荷，换热效率降低，在热泵系统运行的基础上，通过启动空调余热回收装置向滚筒直接提供干燥的热风，进而缩短干衣烘干时间。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明实施例中干衣机结构的示意图；

图2是本发明实施例中空调余热回收装置的示意图；

图3是本发明实施例中干衣机控制方法的流程图。

图中：1、热泵系统；11、压缩机；12、冷凝器；13、蒸发器；14、节流装置；2、滚筒；3、烘干风道；4、辅助加热装置；41、第一风道；42、第二风道；43、第一控制阀；44、第二控制阀；5、第一温度传感器；6、第二温度传感器；7、第三温度传感器；8、风机。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本发明实施例中提供了一种热泵干衣机，包括热泵系统1、滚筒2和烘干风道3，热泵系统1包括压缩机11、冷凝器12、蒸发器13和节流装置14，至少冷凝器12和蒸发器13位于烘干风道3内部，压缩机11和节流装置14位于烘干风道3外部，热泵干衣机还包括产生热风的辅助加热装置4，辅助加热装置4上设有输出热风的热风出口，热风出口经第一风道41和靠近冷凝器12一侧的烘干风道3连通、经第二风道42和滚筒2连通，使辅助加热装置4产生的热风对冷凝器12处和/或滚筒2进行加热，提高热泵系统1的换热效率，缩短干衣所需时间。

如图1所示，本实施例中，第一风道41的两端分别与辅助加热装置4的热风出口和靠近冷凝器12一侧的烘干风道3连接，第一风道41上设有控制第一风道41通断的第一控制阀43，使辅助加热装置4产生的热风向冷凝器12一侧流动，实现对冷凝器12处的环境进行加热，进而增加流经冷凝器12处的烘干热风温度，提高热泵系统1的换热效率。

如图1所示，本实施例中，第二风道42两端的分别与辅助加热装置4的热风出口和滚筒2连接，第二风道42上设有控制第二风道42通断的第二控制阀44，使辅助加热装置4产生的热风向滚筒2内部流动，实现对滚筒2进行加热，进而实现快速干衣，提高干衣效率。

如图1所示，本实施例中，滚筒2包括第一进风口、第二进风口和第一排风口，烘干风道3的两端分别与第一进风口和第一排风口连通，第二风道42的两端分别与辅助加热装置4的热风出口和第二进风口连通。

如图1所示，本实施例中，冷凝器12设置在靠近滚筒2的第一进风口一侧的烘干风道3内，蒸发器13设置在靠近滚筒2的第一排风口一侧的烘干风道3内，其中，冷凝器12和滚筒2的第一进风口之间的烘干风道3内设有风机8以使和冷凝器12换热后的烘干热风能够快速向滚筒2内部流动。

本实施例中，第一风道41和烘干风道3的连通端设有风扇(图中未示出)，风扇将第一风道41输送的热风送至冷凝器12一侧，从而实现对冷凝器12处的环境进行加热，进而增加流经冷凝器12处烘干热风的温度，特别是在干衣初期阶段，热泵系统1整体升温缓慢，对冷凝器12处的环境进行加热能够显著提高热泵系统1的换热效率。

如图1所示，本实施例中，滚筒2的第一进风口和第一排风口处分别设有第一温度传感器5和第二温度传感器6用于检测滚筒2的第一进风口和第一排风口处的温度，烘干风道3内设有对冷凝器12处的环境温度进行检测的第三温度传感器7，滚筒2的第一排风口处设有第一相对湿度传感器用于检测滚筒2的第一排风口处的相对湿度HUM1。

本实施例中，烘干风道3内设有压力检测装置和泄压口(图中未示出)，压力检测装置实时检测烘干风道3内烘干热风的压力值，若烘干热风的压力值达到最大压力设定值时，泄压口自动打开，烘干风道3内多余的热风被排放到环境中，直至压力检测装置检测烘干风道3内烘干热风的压力值达到理想压力设定值时，泄压口自动关闭；优选地，烘干风道3内被排放到环境中的热风所含热能可以被回收利用。

如图2所示，本实施例中，辅助加热装置4为空调余热回收装置，空调余热回收装置是对空调外机排出的空气具有的余热进行收集，空调余热回收装置包括净化滤网、换热器和驱动风扇，其中，净化滤网对收集的空气进行过滤，换热器和驱动风扇对收集的空气进行干燥得到烘干热风以供干衣使用。通过空调余热回收装置回收利用空调外机释放的气体，对其进行处理后，将回收利用的热能应用于热泵干衣机烘干过程，缩短干衣时间，同时提升能源利用率。

本实施例中，空调余热回收装置经第一风道41通入烘干风道3内对冷凝器12处的环境进行加热和/或经第二风道42通入滚筒2内对滚筒2进行加热，使流经冷凝器12处的烘干热风温度升高，提高烘干风的换热效率，缩短干衣时间。

如图1所示，本实施例中，烘干风道3内设置的对冷凝器12处的环境温度进行检测的第三温度传感器7实时检测冷凝器12处的环境温度T，用以判断是否需要启动空调余热回收装置辅助热泵系统1升温。在干衣前期阶段，整个热泵系统1整体升温较慢，热泵系统1处于低负荷运转，系统需要一定时间才能达到升温的效果，启动空调余热回收装置辅助热泵系统1升温，能够提高换热效率，缩短干衣时间。

如图1所示，本实施例中，滚筒2的第一进风口处设置的第一温度传感器5实时检测第一进风口处的烘干热风温度，滚筒2的第一排风口处设置的第二温度传感器6实时检测第一排风口处的烘干热风温度，从而确定滚筒2的第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT，在热泵系统1保持运行的前提下，用以判断是否需要启动空调余热回收装置。在干衣后期阶段，由于滚筒2出口的烘干热风温度与蒸发器13入口的烘干热风温度和冷凝器12入口的烘干热风温度差减小，且滚筒2的第一排风口的烘干热风相对湿度与蒸发器13入口的烘干热风相对湿度和冷凝器12入口的烘干热风相对湿度和冷凝器12入口的烘干热风相对湿度差减小，使得热泵系统1换热效率降低，最终导致干衣机干衣时间长，而启动空调余热回收装置提供烘干热风直接对滚筒2内的衣物进行烘干，能够有效缩短干衣时间。

如图1所示，本实施例中，滚筒2的第一排风口处设置的第一相对湿度传感器实时检测滚筒2的第一排风口处的相对湿度HUM1，用以划分不同的干衣阶段，进而判断是否需要启停空调余热回收装置，特别是在干衣前期阶段或者后期阶段，同时，实时检测滚筒2的第一排风口处的相对湿度HUM1，对衣物烘干程度进行判断，及时控制是否需要结束干衣程序，避免无效的能量损耗。

通过上述热泵干衣机，特别是具有以空调余热回收装置作为辅助加热装置4的热泵干衣机，干衣初期阶段，空调余热回收装置产生的热风经第一风道41流向冷凝器12一侧，增加流经冷凝器12处的烘干热风的温度，从而提高热泵系统的换热效率，而干衣后期阶段，空调余热回收装置产生的热风经第二风道42流向滚筒2内部，对滚筒2内待烘干衣物进行加热，实现快速干衣的目的。

实施例二

如图3所示，本发明实施例中提供了一种热泵干衣机控制方法，应用于上述的热泵干衣机，其中，在干衣前期阶段，辅助加热装置产生的热风经第一风道向靠近冷凝器一侧的烘干风道流动；在干衣后期阶段，辅助加热装置产生的热风经第二风道向滚筒内部流动。

本实施例中，辅助加热装置为空调余热回收装置，空调余热回收装置回收的热量以热风的形式经第一风道通入烘干风道内对冷凝器处的环境进行加热和/或经第二风道通入滚筒内对滚筒进行加热，根据冷凝器处的环境温度T或滚筒的第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT划分不同的干衣阶段，控制空调余热回收装置配合热泵系统工作。通过上述干衣机控制方法，将空调余热回收装置和热泵系统相结合，回收现有空调外机排放至外界的热能，将回收的热能应用于热泵干衣机的干衣过程中，不仅提升了热泵干衣机干衣效率，还避免了能源的损耗，创造清洁低碳的生活方式。

如图3所示，在干衣过程中，实时检测冷凝器处的环境温度T，若冷凝器处的环境温度T<X，此时，与冷凝器中冷媒介质进行换热后得到的烘干热风温度较低，热泵系统处于缓慢升温状态，启动空调余热回收装置，使空调余热回收装置产生的热风经第一风道向冷凝器一侧流动，通过对冷凝器处的环境进行加热，进而提高流经冷凝器一侧的烘干热风的温度，能够快速提高烘干热风的温度，缩短整个干衣过程的时间；若冷凝器处的环境温度T>X，此时热泵系统处于高效换热状态，为最大程度提升热泵系统的工作效率，在热泵系统运行的前提下，不启动空调余热回收装置，第一风道和第二风道均处于关闭状态。

本实施例中，热泵系统处于正常工作状态时，冷凝器处的环境温度T大于25℃，X取值为40℃，若冷凝器处的环境温度T小于25℃，可能外界环境为极端条件下或热泵系统处于异常状态，需要对热泵系统及时进行检修。

如图3所示，本实施例中，在干衣过程中，实时检测滚筒的第一进风口和第一排风口处的温度，随着滚筒的温度不断升高、相对湿度不断降低，第一排风口处的烘干热风温度不断升高，此时滚筒的第一进风口处的烘干热风和第一排风口的烘干热风温度差减小，若滚筒第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT>Y，启动空调余热回收装置辅助热泵系统加热；若滚筒的第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT<Y，待烘干衣物湿度已接近干衣设定目标湿度，无需启动空调余热回收装置进行辅助加热，热泵系统单独运行也能完成干衣过程，达到干衣设定目标湿度。

如图3所示，本实施例中，检测冷凝器处的环境温度T，若冷凝器处的环境温度T<X，则第一风道打开，且第二风道关闭；若冷凝器处的环境温度T>X，则第一风道和第二风道均关闭。

如图3所示，本实施例中，在干衣后期阶段，检测滚筒的第一进风口和第一排风口处的温度，若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT>Y，则第二风道打开，且第一风道关闭；若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT<Y，则第一风道和第二风道均关闭。

通过上述热泵干衣机控制方法，针对不同的干衣阶段，控制辅助加热装置配合热泵系统工作，不仅能够提高热泵系统的换热效率，缩短干衣所需时间，而且以空调余热回收装置作为辅助加热装置，能够将收集的废弃能源再利用，从而真正实现清洁、低碳的生活方式。

实施例三

如图3所示，本发明实施例中的一种热泵干衣机控制方法的具体步骤如下：

S1：启动热泵干衣机，执行干衣程序，同时打开第一风道，且保持第二风道关闭；

S2：检测冷凝器处的环境温度T，若冷凝器处的环境温度T>X，则执行步骤S3；若冷凝器处的环境温度T<X，则维持现状继续运行；

S3：关闭第一风道，执行步骤S5；

S4：判断干衣阶段是否为后期，若是，执行步骤S5；若否，则维持现状继续运行；

S5：实时检测滚筒的第一进风和第一排风口处的温度，若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT>Y，执行步骤S6；若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT<Y，执行步骤S7；

S6：打开第二风道，执行步骤S5；

S7：判断衣物是否烘干，若是，执行步骤S8；若否，则维持现状继续运行；

S8：结束干衣运行程序。

本实施例中，步骤S4还包括，滚筒的第一排风口的相对湿度HUM1<设定值HUM2，干衣阶段为后期；优选的，滚筒排风口的相对湿度HUM1的变化速度K HUM1<设定值KHUM2。同时，实时检测滚筒的第一进风口和第一排风口处的温度，并判断第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT，若同时满足上述条件，则启动空调余热回收装置，打开第二风道以使空调余热回收装置产生的热风向滚筒内部流动，对待烘干衣物进行加热。

本实施例中，步骤S8还包括，滚筒的第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT<Z且Z<Y或滚筒第一排风口处的相对湿度HUM1<设定值HUM3<设定值HUM2，结束干衣程序，其中，干衣后期阶段的相对湿度设定值HUM2大于结束干衣程序的相对湿度设定值HUM3，通过实时检测滚筒的第一排风口处的相对湿度HUM1，进而对干衣程度及时做出判断，控制干衣机执行相应的干衣程序或结束干衣程序，更加高效和智能干衣机运行，提高干衣效率。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (9)

1.一种热泵干衣机，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、滚筒和烘干风道，冷凝器和蒸发器位于烘干风道内，其特征在于：还包括辅助加热装置，辅助加热装置上设有输出热风的热风出口，热风出口经第一风道和靠近冷凝器一侧的烘干风道连通、经第二风道和滚筒连通；滚筒包括第一进风口和第一排风口，烘干风道的两端分别与第一进风口和第一排风口连通；

在干衣后期阶段，检测滚筒的第一进风口和第一排风口处的温度，若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT>Y，则第二风道打开，且第一风道关闭；若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT<Y，则第一风道和第二风道均关闭。

2.根据权利要求1所述的一种热泵干衣机，其特征在于：第一风道上设有控制第一风道通断的第一控制阀，第二风道上设有控制第二风道通断的第二控制阀。

3.根据权利要求2所述的一种热泵干衣机，其特征在于：滚筒包括第二进风口，第二风道的两端分别与辅助加热装置的热风出口和第二进风口连通。

4.根据权利要求3所述的一种热泵干衣机，其特征在于：第一风道和烘干风道的连通端设有风扇，风扇将第一风道输送的热风送至冷凝器处。

5.根据权利要求3所述的一种热泵干衣机，其特征在于：滚筒的第一进风口和第一排风口处分别设有温度传感器，烘干风道内设有对冷凝器处的环境温度进行检测的温度传感器。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种热泵干衣机，其特征在于：辅助加热装置为空调余热回收装置，回收的热量以热风的形式经第一风道通入烘干风道内对冷凝器处的环境进行加热和/或经第二风道通入滚筒内对滚筒进行加热。

7.一种热泵干衣机控制方法，应用于权利要求1至6任一所述热泵干衣机，其特征在于：在干衣前期阶段，辅助加热装置产生的热风经第一风道向靠近冷凝器一侧的烘干风道流动；在干衣后期阶段，辅助加热装置产生的热风经第二风道向滚筒内部流动。

8.根据权利要求7所述的一种热泵干衣机控制方法，其特征在于：在干衣前期阶段，检测冷凝器处的环境温度T，若冷凝器处的环境温度T<X，则第一风道打开，且第二风道关闭；若冷凝器处的环境温度T>X，则第一风道和第二风道均关闭。

9.根据权利要求7或8所述的一种热泵干衣机控制方法，其特征在于：具体步骤如下：

S1：启动热泵干衣机，执行干衣程序，同时打开第一风道，且保持第二风道关闭；

S2：检测冷凝器处的环境温度T，若冷凝器处的环境温度T>X，则执行步骤S3；若冷凝器处的环境温度T<X，则维持现状继续运行；

S3：关闭第一风道，执行步骤S5；

S4：判断干衣阶段是否为后期，若是，执行步骤S5；若否，则维持现状继续运行；

S5：实时检测滚筒的第一进风和第一排风口处的温度，若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT>Y，执行步骤S6；若第一进风口和第一排风口处的温度差ΔT<Y，执行步骤S7；

S6：打开第二风道，执行步骤S5；

S7：判断衣物是否烘干，若是，执行步骤S8；若否，则维持现状继续运行；

S8：结束干衣运行程序。