ES2593848T3 - Máquina secadora de ropa con bomba de calor - Google Patents

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ES2593848T3 ES10757788.4T ES10757788T ES2593848T3 ES 2593848 T3 ES2593848 T3 ES 2593848T3 ES 10757788 T ES10757788 T ES 10757788T ES 2593848 T3 ES2593848 T3 ES 2593848T3
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Onder Balioglu
Huda Sonmez
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    • D06F58/00Domestic laundry dryers
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    • D06F58/206Heat pump arrangements

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Abstract

Una máquina (1) secadora de ropa con bomba de calor, que comprende un tambor (2) en el que se coloca la ropa que se desea secar, un canal (5) con los dos extremos conectados al tambor (2) que proporciona el aire de ciclo que se hace circular en un ciclo cerrado, un evaporador (3) dispuesto en el canal (5) y que proporciona la eliminación por condensación de la humedad del aire de ciclo que sale del tambor (2), un condensador (4) que proporciona el aire de ciclo de deshumidificación que sale del evaporador (3 ) para ser calentado y uno o más receptáculos (6) en los que está contenido el material de cambio de fase, caracterizada por un compresor (8) que bombea el refrigerante al condensador (4) y el evaporador (3) y caracterizada además por los citados uno o más receptáculos (6) que están dispuestos en la porción del canal (5) entre la salida del tambor (2) y el evapo10 rador (3).

Description

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DESCRIPCION
Maquina secadora de ropa con bomba de calor
La presente invencion se refiere a una maquina secadora de ropa con bomba de calor a la que se evita el sobreca- lentamiento.
En las maquinas secadoras de ropa con bomba de calor, el aire de secado que elimina la humedad de la ropa en el tambor, deja la humedad en el evaporador y entra en el tambor de nuevo despues de pasar sobre el condensador. En el ciclo de enfriamiento, el refrigerante suministrado al condensador desde el compresor que tiene la presion y la temperatura incrementadas, entra en el evaporador al estar restringido en el tubo capilar y absorbe calor en el evaporador con el fin de eliminar la humedad del aire de secado. El proceso de eliminacion de la humedad se consigue como resultado de que la temperatura del aire de secado alcanza un cierto valor en la salida del tambor y se comple- ta el aire de ciclo de secado. Las temperaturas de operacion del sistema de enfriamiento se elevan continuamente como resultado de la operacion continua del sistema de enfriamiento y de que el sistema de enfriamiento acondicio- na el mismo aire de secado durante la circulacion del aire de secado. En otras palabras, el aire de secado calentado por el condensador se entrega al interior del tambor y la ropa contenida en el tambor es calentada por medio de este aire. El aire que sale del tambor deja la humedad contenida en el mismo al pasar sobre el evaporador. Despues de un cierto tiempo, la temperatura del aire de secado que pasa sobre el evaporador aumenta a medida que la ropa contenida en el tambor se calienta. La temperatura incrementada del aire de secado tambien hace que la temperatura del evaporador (temperatura de evaporacion) se incremente. El incremento de la temperatura de evaporacion incrementa las temperaturas de condensacion debido a la configuracion del sistema de enfriamiento y la temperatura de condensacion incrementada incrementa de nuevo la temperatura de evaporacion. Este ciclo conduce al problema llamado "sobrecalentamiento" en las situaciones en las que no se interviene. Las temperaturas de circulacion del aire de secado que se desplazan por el efecto de sobrecalentamiento hacen que el compresor opere en un rango inefi- ciente y como resultado de esto el consumo de la energfa del sistema se incrementa.
Por otra parte, despues de que pase aproximadamente media hora desde la operacion de la maquina secadora de ropa con bomba de calor, las ultimas porciones del evaporador estan llenas con el refrigerante en fase de vapor (que tiene una debil capacidad de transferencia de calor) debido a la carga de humedad incrementada. El aumento de las temperaturas del aire de secado hace que el evaporador se llene con mas refrigerante en la fase de vapor a lo largo del tiempo. Como resultado de esto, la temperatura del evaporador se incrementa y la capacidad de eliminacion de humedad del evaporador disminuye.
Una maquina secadora de ropa con las caractensticas del preambulo de la reivindicacion 1 se conoce por el docu- mento EP2072 656 A1.
En el estado de la tecnica, en la solicitud de patente japonesa numero JP2008237496, se describe la realizacion de un medio de almacenamiento termico para aumentar el rendimiento de secado en una lavadora / secadora con bomba de calor. Por medio de esta realizacion, el calor absorbido de la circulacion del refrigerante se suministra de nuevo posteriormente a la circulacion del refrigerante.
En el estado de la tecnica, en el documento de patente de Estados Unidos numero US5709041, se describe el uso de un material de cambio de fase (PCM) para la recuperacion de calor en una secadora de ropa con condensador. En la maquina de lavado / secado, se tiene como objetivo el incremento del rendimiento de secado y la reduccion del tiempo de secado mediante el uso del PCM.
El objetivo de la presente invencion es la realizacion de una maquina secadora de ropa con bomba de calor en la que se evita el problema de sobrecalentamiento y se incrementa la eficiencia de eliminacion de la humedad del eva- porador.
La maquina secadora de ropa con bomba de calor realizada con el fin de alcanzar el objetivo de la presente invencion, explicada en la primera reivindicacion y en las respectivas reivindicaciones de la misma, comprende uno o mas receptaculos llenos con PCM que esta dispuestos en el canal situado entre la salida del tambor y el evaporador.
Alguna porcion del calor en el aire de secado caliente que sale del tambor se almacena en el PCM. Por lo tanto, se consigue que la eficiencia de retencion de agua del evaporador se incremente debido a que el sistema de enfriamiento opera de manera eficiente y se evita el problema de sobrecalentamiento del evaporador dispuesto en el sistema de enfriamiento.
En una realizacion de la presente invencion, el receptaculo esta dispuesto justo antes del evaporador.
En otra realizacion de la presente invencion, el receptaculo esta dispuesto en las paredes del canal, entre la salida del tambor y el evaporador, para que sea paralelo a la direccion de flujo del aire de secado. En otra version de esta realizacion, el receptaculo es en forma de un anillo y esta dispuesto dentro del canal para estar en contacto con las paredes del canal. En esta situacion, el aire de secado pasa a traves del centro del receptaculo.
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En otra realizacion de la presente invencion, el receptaculo es en forma de parrilla que consiste en tubos llenos del PCM. En esta realizacion, el aire de secado pasa entre los tubos. Por lo tanto, el flujo del aire de secado puede ser controlado as^ como tambien se aumenta el area de la superficie de transferencia de calor entre el aire de secado y el PCM.
Por medio de la presente invencion, al prevenir el problema de sobrecalentamiento en el sistema de enfriamiento, se hace que el compresor opere de manera mas eficiente y en paralelo con esto se hace que el consumo de energfa del sistema disminuya. Por otra parte, la eficiencia de retencion de agua se incrementa al hacer que se retenga mas humedad en el evaporador. Ademas, el incremento de la eficiencia de eliminacion de la humedad del evaporador produce como resultado la disminucion del tiempo de ciclo de secado.
Una maquina secadora de ropa con bomba de calor realizada con el fin de alcanzar el objetivo de la presente invencion se ilustra en las figuras adjuntas, en las que:
la figura 1 es la vista esquematica de una maquina secadora de ropa con bomba de calor.
la figura 2 es la vista esquematica del detalle A en la figura 1 en una realizacion de la presente invencion.
la figura 3 es la vista esquematica del detalle A en la figura 1 en otra realizacion de la presente invencion.
Los elementos ilustrados en las figuras estan numerados como sigue:
1. Maquina secadora de ropa
2. Tambor
3. Evaporador
4. Condensador
5. Canal
6. Receptaculo
7. Pasaje
8. Compresor
La maquina secadora de ropa (1) de la presente invencion comprende un tambor (2) en el que se coloca la ropa que se desea secar, un canal (5) con ambos extremos conectados al tambor (2) que proporciona el aire de ciclo que debe circular en un ciclo cerrado, un evaporador (3) dispuesto en el canal (5) y que permite eliminar la humedad del aire de ciclo que sale del tambor (2) por condensacion, un condensador (4) que se proporciona para calentar el aire de ciclo de deshumidificado que sale del evaporador (3) y un compresor (8) que bombea el refrigerante al condensador (4) y al evaporador (3) (figura 1).
La maquina secadora de ropa (1) comprende, ademas, uno o mas receptaculos (6) dispuestos en la porcion del canal (5) que queda entre la salida del tambor (2) y el evaporador (3) en los que esta contenido el material de cambio de fase (pCm).
En una realizacion de la presente invencion, se utiliza como PCM un material que cambia de fase preferiblemente a una temperatura de alrededor de 30°C a 50°C.
Cuando la maquina secadora de ropa (1) inicia la operacion, el compresor (8) tambien opera y el refrigerante circula en el ciclo de enfriamiento. El aire de secado pasa sobre el evaporador (3) despues de salir del tambor (2) y mien- tras pasa sobre el receptaculo (6) situado entre el evaporador (3) y la salida del tambor (2), efectua allf la transferencia de calor con el PCM contenido en el receptaculo (6). Al principio, el aire de secado que sale del tambor (2) a baja temperatura transfiere la energfa termica contenida en el mismo al PCM en el receptaculo (6). Despues, el aire de secado pasa sobre el evaporador (3) y se calienta en el condensador (4) para ser entregado de nuevo al interior del tambor (2) con lo que se completa un aire de ciclo de secado. Con el incremento de la temperatura del aire de secado en la salida del tambor (2), la cantidad de energfa almacenada en el PCM tambien aumenta. La temperatura del aire de secado en la salida del tambor (2), que se ha incrementado durante el ciclo de secado, tambien aumenta la temperatura del PCM. El incremento de la temperatura continua hasta alcanzar la temperatura de cambio de fase del PCM. Cuando la temperatura alcanza la temperatura de cambio de fase, puesto que la temperatura del PCM se mantiene constante durante el cambio de fase, el aire de secado se mantiene a la misma temperatura que el PCM incluso aunque la temperatura del aire de secado en el tambor (2) se incremente a lo largo del tiempo . De este modo, se iguala la temperatura de cambio de fase del PCM y la temperatura del aire de secado que entra en el evaporador (3). En otras palabras, el PCM cambia de fase y el exceso de energfa contenida en el aire de secado se
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almacena en el mismo. Como resultado del exceso de ene^a almacenada en el PCM, se reduce la temperature del aire de secado que entra en el evaporador (3). De acuerdo con ello, se hace que la temperatura de condensacion se mantenga en los niveles deseados haciendo que la temperatura de evaporacion no se eleve por encima de un valor lfmite determinado. Como resultado de esto, se evita el problema de sobrecalentamiento. La energfa almacenada en el PCM durante todo el ciclo de secado se descarga de nuevo al entorno externo cuando el ciclo de secado termina por el efecto de la temperatura ambiente externa proporcionando asf la regeneracion del PCM.
En el ciclo de secado, otro efecto del uso del PCM antes del evaporador (3), entre la salida del tambor (2) y el evaporador (3), es la disminucion del tiempo requerido para el calentamiento de la ropa en el primer penodo del ciclo de secado . Al comienzo del ciclo de secado, con la operacion del compresor (8) se observa una cafda repentina de las temperaturas de evaporacion. A medida que avanza el ciclo de secado, la temperatura del aire de secado que pasa sobre el evaporador (3) hace que el evaporador (3) se caliente y, como resultado de esto, las temperaturas de condensacion tambien se incrementan. Sin embargo, la cantidad de este calentamiento aumenta a una velocidad muy baja en las etapas iniciales del ciclo de secado. Por medio de la aplicacion del PCM, el aire de secado relativamente mas fno que pasa sobre el evaporador (3) efectua la transferencia de calor con el PCM y pasa sobre el evaporador (3) relativamente mas caliente y, como resultado de esto, la temperatura de condensacion avanza a un punto mas caliente con respecto a la situacion inicial. Por consiguiente, al inicio del ciclo, la temperatura del aire de secado entregado al interior del tambor (2) durante la misma trama de tiempo se incrementa.
En una realizacion de la presente invencion, el receptaculo (6) esta dispuesto justo antes del evaporador (3). Por lo tanto, se hace que el aire de secado que sale del tambor (2) deje una porcion de su calor en el pCm antes de entrar en el evaporador (3).
En otra realizacion de la presente invencion, el receptaculo (6), que contiene el PCM en el mismo esta dispuesto sobre las paredes del canal (5) situado entre la salida del tambor (2) y el evaporador (3), en la direccion de flujo del aire de secado en el canal (5). El aire de secado que sale del tambor (2) y que tiene una temperatura tan alta como para causar un sobrecalentamiento, entra en contacto termicamente con el receptaculo (6) que contiene el PCM en su interior en el canal (5) de la pared mientras pasa a traves del canal (5) y deja su exceso de energfa en el PCM. En otra version de esta realizacion de la presente invencion, el receptaculo (6) esta dispuesto alrededor de la perife- ria interior de las paredes del canal (5) (figura 2). En esta realizacion, el receptaculo (6) es en forma de anillo y esta dispuesto en el canal (5) con el fin de entrar en contacto con las paredes del canal (5) desde el interior. En esta situacion, el aire de secado pasa a traves del centro del receptaculo (6).
En otra realizacion de la presente invencion, el receptaculo (6) es en forma de parrilla que consiste en tubos llenos del PCM. En esta realizacion, el receptaculo (6) comprende mas de un pasaje (7) entre los tubos, a traves de los cuales fluye el aire de secado. De esta manera el flujo del aire de secado es regulado, se proporciona, ademas una transferencia de calor mas eficaz al ser efectuada entre el aire de secado y el PCM mediante el incremento de la superficie de transferencia de calor (figura 3).
Por medio de la presente invencion, se hace que el aire de secado que sale del tambor (2) sea llevado al valor de temperatura deseado antes de entrar en el evaporador (3).
Se debe entender que la presente invencion no esta limitada a las realizaciones que se han descrito mas arriba y un experto en la tecnica podra introducir facilmente realizaciones diferentes. Estas realizaciones diferentes tambien se deben considerar dentro del alcance de las reivindicaciones de la presente invencion.

Claims (6)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una maquina (1) secadora de ropa con bomba de calor, que comprende un tambor (2) en el que se coloca la ropa que se desea secar, un canal (5) con los dos extremos conectados al tambor (2) que proporciona el aire de ciclo que se hace circular en un ciclo cerrado, un evaporador (3) dispuesto en el canal (5) y que proporciona la eliminacion por condensacion de la humedad del aire de ciclo que sale del tambor (2), un condensador (4) que proporciona el aire de ciclo de deshumidificacion que sale del evaporador (3 ) para ser calentado y uno o mas receptaculos (6) en los que esta contenido el material de cambio de fase, caracterizada por un compresor (8) que bombea el refrigerante al condensador (4) y el evaporador (3) y caracterizada ademas por los citados uno o mas receptaculos (6) que estan dispuestos en la porcion del canal (5) entre la salida del tambor (2) y el evaporador (3).
  2. 2. La maquina (1) secadora de ropa con bomba de calor como en la reivindicacion 1, caracterizada porque el receptaculo (6) esta dispuesto justo antes del evaporador (3).
  3. 3. La maquina (1) secadora de ropa con bomba de calor como en la reivindicacion 1 o en la 2, caracterizada porque el receptaculo (6) que esta dispuesto en las paredes del canal (5) esta situado entre la salida del tambor (2) y el evaporador (3) y en la direccion de flujo del aire de secado.
  4. 4. La maquina (1) secadora de ropa con bomba de calor como en la reivindicacion 3, caracterizada por el receptaculo (6) que esta dispuesto alrededor de la periferia interna de las paredes del canal (5).
  5. 5. La maquina (1) secadora de ropa con bomba de calor como en la reivindicacion 1 o la 2, caracterizada por el receptaculo (6) que es en forma de parrilla que consiste en tubos llenos con el material de cambio de fase.
  6. 6. La maquina (1) secadora de ropa con bomba de calor como en una cualquiera de las reivindicaciones anterio- res, caracterizada por el material de cambio de fase que cambia de fase a la temperatura de 30°C a 50°C.
ES10757788.4T 2009-10-01 2010-09-29 Máquina secadora de ropa con bomba de calor Active ES2593848T3 (es)

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