CN107130415A - 一种热泵热管复合式干衣机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热泵热管复合式干衣机，包括：空气循环：包括循环连接的干衣筒、预冷换热器的空气通道、蒸发器的空气通道、再热换热器的空气通道、冷凝器的空气通道及风机；制冷剂循环：包括循环连接的压缩机、冷凝器的制冷剂通道、节流装置及蒸发器的制冷剂通道；环路热管：包括循环连接的预冷换热器的制冷剂通道和再热换热器的制冷剂通道。与现有技术相比，本发明将环路热管引入热泵干衣机，减少不必要的能量损失。通过蒸发器加环路热管组合，来实现蒸发器前后的预冷和再热，从而进一步降低热泵干衣机的电能消耗，同时缩短干衣时间。

Description

一种热泵热管复合式干衣机

技术领域

本发明涉及干衣机技术领域，具体涉及一种热泵热管复合式干衣机。

背景技术

热管是一种新型的传热元件，主要原理是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程(即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热)，使热量快速传导，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。环路热管是一种高效的相变传热装置，它由蒸发器、冷凝器组成，通过气液传输管路连接成回路，利用工质的蒸发和冷凝来传递热量，能够在小温差，长距离的情况下传递大量的热量。环路热管目前已成为航空热控制系统的首选传热元件，在地面电子设备的冷却系统中也正发挥着越来越重要的作用。

目前市场上使用的干衣机主要为电热式干衣机，它利用PTC发热元件，通过电加热的方式提高空气温度，在风机作用下使热空气流经衣物表面，通过热湿交换带走衣物的水分，实现衣物的加速干燥。因其结构简单，价格便宜，电热式干衣机占绝大多市场份额。但是由于电热式干衣机直接使用电热丝加热空气，消耗大量的电能，且通过衣物的较高温高湿的气流直接排入室内，会给室内造成热湿污染。为了解决电热式干衣机的以上问题，催生了热泵干衣机。

热泵干衣机是一种使用热泵技术的新型衣物(或纺织品)干燥设备。在热泵干衣机系统中，存在热泵循环与空气循环两个闭式循环，两个循环通过蒸发器与冷凝器进行热量交换。热泵循环中，通过压缩机做功，消耗少量的电能，驱动制冷剂循环，使制冷剂在蒸发器中吸收来自干衣桶的排气废热和冷凝水的潜热，在冷凝器中以较高的温度排出热量给将进入干衣桶的空气。在空气循环中，在风机的推动下,从干衣桶中排出的湿热空气在蒸发器中降低温度，并冷凝析出空气中的水分；之后低温低含湿量的空气通过冷凝器升温，但含湿量不变，相对湿度降低，此时空气吸收水分的能力很强；最后，高温低相对湿度的空气吹过衣物表面，衣物进行热湿交换，放出热量、带走水分。由于系统不断输入电能，为维持循环空气的能量平衡,系统需通过设置辅助冷却器，辅助冷凝器或补充新风维持系统稳定。热泵干衣机具有耗能低、对室内空气品质影响小、干衣效果好等优点；同时，热泵干衣机的干燥温度低于电热式干衣机，避免了空气温度过高对衣物表面的损害。

然而，现有热泵干衣机技术仍存在一个问题：为了使除湿效果更好，蒸发温度一般较低，而且空气先经过蒸发器降温除湿，再经过冷凝器进行加热，前后冷热相抵，带来不必要的能量损失。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耗能少、干衣时间短的热泵热管复合式干衣机。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种热泵热管复合式干衣机，该干衣机包括：

空气循环：包括循环连接的干衣筒、预冷换热器的空气通道、蒸发器的空气通道、再热换热器的空气通道、冷凝器的空气通道及风机；

制冷剂循环：包括循环连接的压缩机、冷凝器的制冷剂通道、节流装置及蒸发器的制冷剂通道；

环路热管：包括循环连接的预冷换热器的制冷剂通道和再热换热器的制冷剂通道。

本发明加入了环路热管，减少了系统不必要的能量损失，通过环路热管实现空气经过蒸发器前后的预冷和再热，减少前后的冷热相抵，从而进一步降低了热泵干衣机的电能消耗，缩短干衣时间。

所述的环路热管包括重力驱动型环路热管或制冷剂泵驱动型环路热管。

所述的重力驱动型环路热管若干闭式循环，每一个闭式循环包括首尾连接且平行的一根预冷换热器的制冷剂通道和一根再热换热器的制冷剂通道，所述再热换热器的制冷剂通道的高度高于预冷换热器的制冷剂通道，所有再热换热器的制冷剂通道位于同一垂直面上，所有预冷换热器的制冷剂通道位于同一垂直面上，所述蒸发器的制冷剂通道位于两个垂直面之间。由于来自于干衣筒中的高温气体首先进入预冷换热器，会将预冷换热器制冷剂通道中的制冷剂气化，通过管道上升进入再热换热器的制冷剂通道；气化的制冷剂在再热换热器的制冷剂通道中冷凝成液滴，通过重力流回预冷换热器制冷剂通道中，依次循环。

所述的制冷剂泵驱动型环路热管包括一根预冷换热器的制冷剂通道以及一根再热换热器的制冷剂通道，所述预冷换热器的制冷剂通道的出口与再热换热器的制冷剂通道的进口连接，所述再热换热器的制冷剂通道的出口经过制冷剂泵与预冷换热器的制冷剂通道的进口连接，所述蒸发器的制冷剂通道位于预冷换热器的制冷剂通道及再热换热器的制冷剂通道之间。

所述的预冷换热器和再热换热器是制冷剂空气换热器，包括翅片管换热器、微通道换热器或板式换热器中的一种。

所述的节流装置包括毛细管、短管或电子膨胀阀中的一种。

本发明的主要工作过程为：经冷凝器加热的高温干燥空气在风机作用下进入干衣筒，高温干燥的空气通过热湿交换，提高衣物温度，并带走衣物中的水分，变成低温高湿空气；之后，低温高湿空气进入预冷换热器，制冷剂吸热蒸发，实现空气的预冷；预冷后的空气在蒸发器内进一步降温除湿，变为低温低湿空气；最后，低温高湿空气进入再热换热器，制冷剂放热冷凝，实现空气的再热；再热后的空气在冷凝器内进一步加热，变为高温干燥空气，重新具备较强吸湿能力。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明将环路热管引入热泵干衣机，减少不必要的能量损失。通过蒸发器加环路热管组合，来实现蒸发器前后的预冷和再热，从而进一步降低热泵干衣机的电能消耗，同时缩短干衣时间。

附图说明

图1为实施例1的连接示意图；

图2为重力驱动型环路热管的立体结构示意图；

图3为实施例2的连接示意图；

图4为制冷剂泵驱动型环路热管的立体结构示意图。

其中，1为干衣筒，2为预冷换热器，21为预冷换热器的制冷剂通道，3为蒸发器，31为蒸发器的制冷剂通道，4为再热换热器，41为再热换热器的制冷剂通道，5为冷凝器，6为风机，7为电子膨胀阀，8为压缩机，9为制冷剂泵。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种热泵热管复合式干衣机，其连接如图1所示，包括：

空气循环：包括循环连接的干衣筒1、预冷换热器2的空气通道、蒸发器3的空气通道、再热换热器4的空气通道、冷凝器5的空气通道及风机6；

制冷剂循环：包括循环连接的压缩机8、冷凝器5的制冷剂通道、电子膨胀阀7及蒸发器3的制冷剂通道；

环路热管：包括8个闭式循环，每一个闭式循环包括首尾连接且平行的一根预冷换热器的制冷剂通道21和一根再热换热器的制冷剂通道41，再热换热器的制冷剂通道41的高度高于预冷换热器的制冷剂通道21，所有再热换热器的制冷剂通道41位于同一垂直面上，所有预冷换热器的制冷剂通道21位于同一垂直面上，蒸发器的制冷剂通道31位于两个垂直面之间，如图2所示。

干衣机的主要工作过程为：在制冷剂循环中，制冷剂在压缩机8作用下成为高温高压的气体，经连接管进入冷凝器5的制冷剂通道，冷凝成为高温高压的液体，并释放出大量的热量用于加热空气通道内空气。液态制冷剂再经连接管，进入电子节流阀7，节流成为低温低压的制冷剂液体。之后，制冷剂经连接管17，进入蒸发器3的制冷剂通道，吸热蒸发成低温低压的制冷剂气体，使空气通道内的空气冷却除湿。制冷剂离开蒸发器3后，经连接管回到压缩机8，完成制冷剂循环，如图1所示。

在环路热管中，制冷剂在预冷换热器2中吸热蒸发成为制冷剂气体，对空气通道内的空气起到预冷的效果；气态制冷剂经连接管进入再热换热器的制冷剂通道41，冷凝成为制冷剂液体，释放出热量，对空气通道内的空气起到再热的效果。之后，液态制冷剂通过重力或毛细力作用，经连接管回到预冷换热器的制冷剂通道21，完成环路热管循环，如图2所示。

在空气循环中，经冷凝器5加热的高温干燥空气在风机6作用下，经风道进入干衣筒1，吹过衣物表面。高温干燥的空气通过热湿交换，提高衣物温度，并带走衣物中的水分，空气温度下降相对湿度上升，变成低温高湿空气。从干衣筒1排出的空气经风道进入预冷换热器2的空气通道，放热给预冷换热器2内的制冷剂，空气实现了预冷。预冷后的空气经风道进入蒸发器3的空气通道，蒸发器3内的制冷剂吸热蒸发，空气被进一步降温除湿，变为低温低湿空气。之后，空气经风道进入再热换热器4的空气通道，吸收再热换热器4内制冷剂的冷凝散热量，实现空气的再热。再热后的空气经风道进入冷凝器5的空气通道，进一步被加热，变为高温干燥的空气，重新具备较强吸湿能力。最后，高温干燥空气经风道回到风机6，完成空气循环，如图1所示。

实施例2

本实施例的环路热管采用制冷剂泵驱动型环路热管，其总体连接如图3所示，环路热管的结构如图4所示，包括预冷换热器的制冷剂通道21以及再热换热器的制冷剂通道41，预冷换热器的制冷剂21通道的出口与再热换热器的制冷剂通道41的进口连接，再热换热器的制冷剂通道41的出口经过制冷剂泵9与预冷换热器的制冷剂通道21的进口连接，蒸发器的制冷剂通道31位于预冷换热器的制冷剂通道21及再热换热器的制冷剂通道41之间。

与实施例1相比，仅环路热管的驱动方式由重力变为了制冷剂泵。在环路热管中，液态制冷剂在制冷剂泵9的作用下，经连接管回到预冷换热器的制冷剂通道21，功能未发生改变。

Claims (6)

1.一种热泵热管复合式干衣机，其特征在于，该干衣机包括：

空气循环：包括循环连接的干衣筒、预冷换热器的空气通道、蒸发器的空气通道、再热换热器的空气通道、冷凝器的空气通道及风机；

制冷剂循环：包括循环连接的压缩机、冷凝器的制冷剂通道、节流装置及蒸发器的制冷剂通道；

环路热管：包括循环连接的预冷换热器的制冷剂通道和再热换热器的制冷剂通道。

2.根据权利要求1所述的一种热泵热管复合式干衣机，其特征在于，所述的环路热管包括重力驱动型环路热管或制冷剂泵驱动型环路热管。

3.根据权利要求2所述的一种热泵热管复合式干衣机，其特征在于，所述的重力驱动型环路热管若干闭式循环，每一个闭式循环包括首尾连接且平行的一根预冷换热器的制冷剂通道和一根再热换热器的制冷剂通道，所述再热换热器的制冷剂通道的高度高于预冷换热器的制冷剂通道，所有再热换热器的制冷剂通道位于同一垂直面上，所有预冷换热器的制冷剂通道位于同一垂直面上，所述蒸发器的制冷剂通道位于两个垂直面之间。

4.根据权利要求2所述的一种热泵热管复合式干衣机，其特征在于，所述的制冷剂泵驱动型环路热管包括一根预冷换热器的制冷剂通道以及一根再热换热器的制冷剂通道，所述预冷换热器的制冷剂通道的出口与再热换热器的制冷剂通道的进口连接，所述再热换热器的制冷剂通道的出口经过制冷剂泵与预冷换热器的制冷剂通道的进口连接，所述蒸发器的制冷剂通道位于预冷换热器的制冷剂通道及再热换热器的制冷剂通道之间。

5.根据权利要求1～4任一所述的一种热泵热管复合式干衣机，其特征在于，所述的预冷换热器和再热换热器是制冷剂空气换热器，包括翅片管换热器、微通道换热器或板式换热器中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种热泵热管复合式干衣机，其特征在于，所述的节流装置包括毛细管、短管或电子膨胀阀中的一种。