CN204753167U - 一种多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机。本实用新型洗衣机由热水供应系统、烘干热风系统、凝结系统、二氧化碳跨临界热泵系统组成。本实用新型利用跨临界二氧化碳热泵系统的优势，加热自来水的水温达到洗涤的最佳温度，使洗衣机在工作过程中的水温处于30.0～45.0℃之间，提高洗衣粉或洗衣液的洗涤效果；采用跨临界二氧化碳热泵对烘干过程进行加热，替代传统的电加热，热泵系统能源利用系数在3.0左右，大大提高能源利用效率；采用跨临界二氧化碳热泵系统制取循环冷水的方式，解决自动烘干过程中开启自来水来冷却冷表面方式优质水浪费，节约水资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及制冷热泵技术领域，特别是涉及一种集热水供应和高温烘干功能于一体的多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机。
背景技术
洗衣机的最基本功能是对洗涤物进行清洗，而生活品质的提高使人对洗衣机提出了更高的要求。例如，现在市场上的洗衣机大多具有洗涤、甩干、烘干等功能。
经设计人员调查发现，虽然白色家电市场的产品技术，尤其是洗衣机等产品的设计、生产和制造工艺有了很大的提高，但仍存在诸多问题。其中最突出的有三个问题。首先，洗衣机在工作过程中使用的自来水，其水温大多在10ˉ25℃之间，并不是洗涤用水的最佳温度。研究结果表明：在30.0～45.0℃温度中，洗衣粉溶液的浓度达到0.05～0.10％时，衣物将达到最佳洗涤效果，能满足当今生活的需求[魏江,汪昭,李嘉亮.洗衣粉溶液的实验研究[J].大学物理实验,2013,26(2):57-59.]。其次，洗衣机烘干系统采用的是电加热系统对洗涤品进行烘干，消耗大量能量，能源利用系数低。最后，在开启洗衣机自动烘干模式的过程中，洗衣机的供水管路必须相应的开启，冷却冷表面，以保证高温烘干过程中的水分能够在冷表面凝结，排除水分。在烘干的全过程中，自来水管一直开启，造成优质水资源的浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术中存在的三大技术缺陷，改善洗涤效果，提高能源综合利用率，提供一种集热水供应和高温烘干功能于一体的多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机。
本实用新型多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机由热水供应系统、烘干热风系统、凝结系统、二氧化碳跨临界热泵系统组成，使洗衣机在工作过程中的水温处于30.0～45.0℃之间，提高洗衣粉或洗衣液的洗涤效果；采用热泵加热系统替代传统的电加热，提高能源利用效率；采用二氧化碳热泵系统制取循环冷水的方式解决自动烘干过程中开启自来水来冷却冷表面的方式，节约水资源。
为实现实用新型的目的所采用的技术方案是：
所述一种多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机由热水供应系统、烘干热风系统、凝结系统、二氧化碳跨临界热泵系统组成；
所述热水供应系统，由自来水管路和第一二氧化碳-水用换热器2组成，自来水管路(低温自来水10～25℃)与第一二氧化碳-水用换热器2水侧入口连接，所述二氧化碳二氧化碳-水用换热器2水侧出口与洗衣桶8注水入口连接；经第一二氧化碳-水用换热器2加热后，水的温度由10～25℃提升高30.0～45.0℃。当系统开启注水程序后，热泵系统开始工作，二氧化碳压缩机排气进入二氧化碳-水用换热器2进行换热，直至注水过程结束；
所述烘干热风系统，由风冷式气体冷却器3、均匀循环送风管道7组成，风冷式气体冷却器3布置于洗衣桶8内，所述风冷式气体冷却器3风侧出口与均匀循环送风管道7入口连接，所述均匀循环送风管道7出口布置于洗衣桶8内，实现洗衣桶8内均匀送风；所述风冷式气体冷却器3风侧入口与洗衣桶8连接；风冷式气体冷却器3的热量来自二氧化碳跨临界热泵系统，高温二氧化碳气体在风冷气体冷却器3中降温；
所述凝结系统，由第二二氧化碳-水用换热器6、循环水泵11、空气-水换热器10以及接水盘12组成，所述第二二氧化碳-水用换热器6水侧出口与循环水泵11入口连接，循环水泵11出口与空气-水换热器10入口连接，空气-水换热器10出口与第二二氧化碳-水用换热器6水侧入口连接，空气-水换热器10下方设置接水盘12；制冷剂经第二二氧化碳-水用换热器6与凝结系统用水进行换热，凝结系统中的循环水温度降低，温度降低后的低温水在循环水泵11的推动下进入空气-水换热器10与高温烘干洗涤物后的高温高湿气体进行换热，高温高湿气体在空气-水换热器10的冷表面进行凝结，析出水分，水分析出后在接水盘12聚集，并经排水管排出至洗衣机外；
所述二氧化碳跨临界热泵系统，包括二氧化碳压缩机1、电磁阀一13、电磁阀14、节流装置4、辅助风冷式换热器5和电磁阀三15组成；所述二氧化碳压缩机1出口分别于电磁阀一13入口和电磁阀二14入口连接，所述电磁阀一13出口与二氧化碳-水用换热器2制冷剂侧入口连接，所述电磁阀二14出口与风冷式气体冷却器3制冷剂侧入口连接，二氧化碳-水用换热器2制冷剂侧出口和风冷式气体冷却器3制冷剂侧出口分别与节流装置4入口连接；所述节流装置4出口分别与电磁阀三15入口和辅助风冷式换热器5入口连接，电磁阀三15出口与二氧化碳-水用换热器6制冷剂入口连接，二氧化碳-水用换热器6制冷剂侧出口和辅助风冷式换热器5出口分别与二氧化碳压缩机1入口连接。
所述制冷剂采用二氧化碳制冷剂。
所述的二氧化碳-水用换热器和空气-水换热器的换热器形式是套管式换热器、板式换热器或风冷式换热器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、利用跨临界二氧化碳热泵系统的优势，加热自来水的水温达到洗涤的最佳温度，使洗衣机在工作过程中的水温处于30.0～45.0℃之间，提高洗衣粉或洗衣液的洗涤效果。
2、采用跨临界二氧化碳热泵对烘干过程进行加热，替代传统的电加热，热泵系统能源利用系数在3.0左右，大大提高能源利用效率。
3、采用跨临界二氧化碳热泵系统制取循环冷水的方式，解决自动烘干过程中开启自来水来冷却冷表面方式优质水浪费，节约水资源。
附图说明
图1所示为本实用新型的一种多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机原理图。
1、二氧化碳压缩机；2、二氧化碳-水用换热器；3、风冷式气体冷却器；4、节流装置；5、辅助风冷式换热器；6、二氧化碳-水用换热器；7、均匀循环送风管道；8、洗衣桶；9、波轮/滚筒；10、空气-水换热器；11、循环水泵；12、接水盘、13、电磁阀一；14、电磁阀二；15、电磁阀三。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型一种多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机原理图如图1所示，包括热水供应系统、烘干热风系统、凝结系统、二氧化碳跨临界热泵系统组成。
所述热水供应系统，由自来水管路和二氧化碳-水用换热器2组成，低温自来水(10～25℃)经二氧化碳-水用换热器2加热后，温度由10～25℃提升高30.0～45.0℃，然后进入洗衣机洗衣桶8，完成洗衣机注水过程。当系统开启注水程序后，热泵系统开始工作，二氧化碳压缩机排气进入二氧化碳-水用换热器2进行换热，直至注水过程结束。
所述烘干热风系统，由风冷式气体冷却器3、均匀循环送风管道7组成，风冷式气体冷却器3布置于洗衣桶8内，并配备均匀循环送风管道7，实现洗衣桶8内均匀送风。风冷式气体冷却器3布置于洗衣桶8内，所述风冷式气体冷却器3风侧出口与均匀循环送风管道7入口连接，所述均匀循环送风管道7出口布置于洗衣桶8内，实现洗衣桶8内均匀送风；所述风冷式气体冷却器3风侧入口与洗衣桶8连接。风冷式气体冷却器3的热量来自二氧化碳跨临界热泵系统，高温二氧化碳气体在风冷气体冷却器3中降温。
所述凝结系统，由二氧化碳-水用换热器6、循环水泵11、空气-水换热器10以及接水盘12组成，由第二二氧化碳-水用换热器6、循环水泵11、空气-水换热器10以及接水盘12组成，所述第二二氧化碳-水用换热器6水侧出口与循环水泵11入口连接，循环水泵11出口与空气-水换热器10入口连接，空气-水换热器10出口与第二二氧化碳-水用换热器6水侧入口连接；经节流后的低温二氧化碳制冷剂经二氧化碳-水用换热器6与凝结系统用水进行换热，凝结系统中的循环水温度降低，温度降低后的低温水在循环水泵11的推动下进入空气-水换热器10与高温烘干洗涤物后的高温高湿气体进行换热，高温高湿气体在空气-水换热器10的冷表面进行凝结，析出水分，水分析出后在接水盘12聚集，并经排水管排出至洗衣机外。
所述二氧化碳跨临界热泵系统，由二氧化碳压缩机1、电磁阀一13、电磁阀14、二氧化碳-水用换热器2、风冷式气体冷却器3、节流装置4、辅助风冷式换热器5、二氧化碳-水用换热器6和电磁阀三15组成；所述二氧化碳压缩机1出口分别于电磁阀一13入口和电磁阀二14入口连接，所述电磁阀一13出口与二氧化碳-水用换热器2制冷剂侧入口连接，所述电磁阀二14出口与风冷式气体冷却器3制冷剂侧入口连接，二氧化碳-水用换热器2制冷剂侧出口和风冷式气体冷却器3制冷剂侧出口分别与节流装置4入口连接；所述节流装置4出口分别与电磁阀三15入口和辅助风冷式换热器5入口连接，电磁阀三15出口与二氧化碳-水用换热器6制冷剂入口连接，二氧化碳-水用换热器6制冷剂侧出口和辅助风冷式换热器5出口分别与二氧化碳压缩机1入口连接。
二氧化碳跨临界热泵系统主要功能是洗衣机开机注水过程中的自来水加热、洗涤物的烘干和洗涤物烘干过程中水分的凝结。
当设置洗衣机控制系统处于启动注水状态时，启动二氧化碳跨临界热泵系统，开启电磁阀一13，关闭电磁阀二14和电磁阀三15，经二氧化碳压缩机1压缩后的高温高压气体二氧化碳制冷剂经电磁阀13进入二氧化碳-水用换热器2与自来水进行热量交换，冷却为低温高压气态二氧化碳制冷剂，经节流装置4节流降压变为低温低压二氧化碳气液混合物进入辅助风冷式换热器5，在辅助风冷式换热器5中，低温低压液态二氧化碳制冷剂蒸发吸热变为气态制冷剂，回到压缩机，完成注水过程中的自来水加热过程。
当设置洗衣机控制系统处于干燥状态时，启动二氧化碳跨临界热泵系统，开启电磁阀二14和电磁阀三15，关闭电磁阀13，经二氧化碳压缩机1压缩后的高温高压气体二氧化碳制冷剂经电磁阀二14进入风冷式气体冷却器3进行冷却放热，热量经均匀循环送风管道7送入洗衣桶8，经风冷式气体冷却器3放热后的二氧化碳变为低温高压二氧化碳气体，经节流装置4节流降压后，一路经电磁阀三15进入第二二氧化碳-水用换热器6吸收热量，用于凝结洗衣桶8内的水分，另一路进入辅助风冷式换热器5吸收外界热量，补充能量输入。
由热水供应系统、烘干热风系统、凝结系统、二氧化碳跨临界热泵系统组成的多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机的优势在于使洗衣机在工作过程中的水温处于30.0～45.0℃之间，提高洗衣粉或洗衣液的洗涤效果；采用热泵加热系统替代传统的电加热，提高能源利用效率；采用二氧化碳热泵系统制取循环冷水的方式解决自动烘干过程中开启自来水来冷却冷表面的方式，节约水资源。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机，其特征在于，由热水供应系统、烘干热风系统、凝结系统和二氧化碳跨临界热泵系统组成；
所述热水供应系统由自来水管路和第一二氧化碳-水用换热器(2)组成，自来水管路与第一二氧化碳-水用换热器水侧入口连接，所述第一二氧化碳-水用换热器(2)水侧出口与洗衣桶(8)注水入口连接；
所述烘干热风系统由风冷式气体冷却器(3)和均匀循环送风管道(7)组成，风冷式气体冷却器(3)布置于洗衣桶(8)内，所述风冷式气体冷却器(3)风侧出口与均匀循环送风管道(7)入口连接，所述均匀循环送风管道(7)出口布置于洗衣桶(8)内，所述风冷式气体冷却器(3)风侧入口与洗衣桶(8)连接；
所述凝结系统由第二二氧化碳-水用换热器(6)、循环水泵(11)、空气-水换热器(10)和接水盘(12)组成，所述第二二氧化碳-水用换热器(6)水侧出口与循环水泵(11)入口连接，循环水泵(11)出口与空气-水换热器入口(10)连接，空气-水换热器(10)出口与第二二氧化碳-水用换热器(6)水侧入口连接；空气-水换热器(10)下方设置接水盘(12)；
所述二氧化碳跨临界热泵系统包括二氧化碳压缩机、电磁阀一、电磁阀二、节流装置、辅助风冷式换热器和电磁阀三组成；所述二氧化碳压缩机出口分别与电磁阀一入口和电磁阀二入口连接，所述电磁阀一出口与第一二氧化碳-水用换热器(2)制冷剂侧入口连接，所述电磁阀二(14)出口与风冷式气体冷却器(3)制冷剂侧入口连接，第一二氧化碳-水用换热器(2)制冷剂侧出口和风冷式气体冷却器(3)制冷剂侧出口分别与节流装置(4)入口连接；所述节流装置(4)出口分别与电磁阀三(15)入口和辅助风冷式换热器(5)入口连接，电磁阀三(15)出口与第二二氧化碳-水用换热器(6)制冷剂入口连接，第二二氧化碳-水用换热器(6)制冷剂侧出口和辅助风冷式换热器(5)出口分别与二氧化碳压缩机(1)入口连接。
2.根据权利要求1所述的多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机，其特征在于，所述制冷剂采用二氧化碳制冷剂。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机，其特征在于，所述的二氧化碳-水用换热器和空气-水换热器的换热器形式是套管式换热器、板式换热器或风冷式换热器。
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| CN201520357246.4U CN204753167U (zh) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | 一种多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104846586A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-08-19 | 天津商业大学 | 一种多功能跨临界二氧化碳热泵型洗衣机 |
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