本實用新型涉及一種熱泵干衣機。

背景技術：
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目前的家用干衣機都是用電加熱器直接加熱空氣，通過熱空氣帶走衣物中的水分，帶走水分的“熱空氣”和“相變能”不能回用，等于用作干燥加熱的電能100%都損失掉了，熱損失很大，因此電耗比較大，一般家庭使用起來，要開支比較多的電費，所以普及起來比較困難。

技術實現要素：
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本實用新型的目的在于提供一種熱泵干衣機，該熱泵干衣機結構簡單、設計合理，有利于節能降耗。

本實用新型熱泵干衣機，其特征在于：包括具有空氣進、出口的機體和設在機體上的空氣循環換熱裝置，以及設在機體內用于干燥衣物的干燥室，所述空氣循環換熱裝置的熱空氣輸往所述干燥室。

進一步的，上述空氣循環換熱裝置包括依次連接的壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器，所述蒸發器的旁側設有風扇以將熱空氣輸送往干燥室。

進一步的，上述機體的空氣進口位于側下部，所述空氣出口位于頂部，所述干燥室位于機體上部，所述壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器位于機體下部的隔腔室內，所述隔腔室的出口位置設有所述的風扇。

進一步的，上述機體的內側部設有獨立的導風道，導風道上通口通往干燥室，導風道下通口通往空氣進口與壓縮機之間的位置，導風道上裝有進出風調節器。

進一步的，上述蒸發器下方設有水收集器，位于機體側部設有水過濾器。

進一步的，上述風扇與干燥室之間設有電輔助加熱器。

進一步的，上述機體頂部設有紫外線消毒燈。

進一步的，上述機體的表面設有保溫層。

本實用新型熱泵干衣機的工作方法，其所述熱泵干衣機包括具有空氣進、出口的機體和設在機體上的空氣循環換熱裝置，以及設在機體內用于干燥衣物的干燥室，所述空氣循環換熱裝置的熱空氣輸往所述干燥室，所述空氣循環換熱裝置包括依次連接的壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器，所述蒸發器的旁側設有風扇以將熱空氣輸送往干燥室，

其中熱泵干衣機熱泵部分工作方法：

1-1、機器開機，風扇啟動，將干燥室的原始的空氣吹過蒸發器，常溫常壓下的工質氣體進入壓縮機；這里工質選R22制冷劑，它的參數為：當它所受壓力（稱為冷凝壓力）為2.18MPa時，它對應的溫度（稱為冷凝溫度）為55℃，它的蒸發溫度為-40.8℃（零下40.8度）。在壓力高于1.6MP（16公斤），溫度低于40時，呈液體狀態，在壓力為0.5MP（5公斤）時，蒸發溫度為0℃以上；

1-2、壓縮機對常溫工質不斷進行壓縮，使得工質的溫度達到55℃，壓力達到21.8公斤（2.18MP），并將工質送到冷凝器；

1-3、冷凝器（又稱熱交換器）的作用如同空調室外機的散熱器（或冰箱背面的散熱器）冷凝器的溫度升到55℃，并將流過冷凝器熱交換片的空氣加熱到45℃，被加熱的空氣進入衣物干燥室；

1-4、工質由于將熱傳給空氣，自身的溫度下降，變成氣液混合的工質，流向膨脹閥，R22在壓力高于1.6MP（16公斤），溫度低于40時，呈液體狀態；

1-5、膨脹閥的作用是使工質由高壓降至低壓，也稱減壓閥，膨脹閥將帶有壓力的氣液混合體工質變成低壓氣液混合體，這些混合體流向蒸發器；

1-6、由于壓力降低到0.5MP（5公斤）左右，在這種壓力下，蒸發器的溫度已經超過了工質蒸發的溫度（R22為-40.8℃以上），所以工質在蒸發器內迅速蒸發，液體的蒸發要吸收大量的熱量，所以此時蒸發器表面溫度迅速下降，降到5℃以下，這時，蒸發器內的工質將大量吸收流過它表面的空氣的溫度，自身溫度不斷提高；

1-7、吸收了外界的溫度的工質溫度達到5℃以上，并流向壓縮機，進行第二次制熱循環；

1-8、熱泵的工質就按照，加壓發熱—冷凝放熱—減壓—蒸發吸熱—再加壓發熱，這個熱泵工作過程不斷循環，實現熱量的搬移，將冷凝放熱的熱量輸送給衣物，這樣就達到干燥衣物的目的。

進一步的，上述機體的空氣進口位于側下部，所述空氣出口位于頂部，所述干燥室位于機體上部，所述壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器位于機體下部的隔腔室內，所述隔腔室的出口位置設有所述的風扇，所述機體的內側部設有獨立的導風道，導風道上通口通往干燥室，導風道下通口通往空氣進口與壓縮機之間的位置，在導風道上還設有外界空氣調節裝置，對干燥空氣進行補充和溫度濕度調節；

衣物干燥流程—干燥氣體流動部分：

2-1、開機后風扇啟動，使閉合機體中的空氣流過冷凝器，將空氣由20℃加溫到45℃，此時空氣濕度與外界相同，為65%（其中20℃溫度、65%的濕度是一般正常氣候情況下的平均值）；

2-2、從冷凝器出來的45℃的熱空氣進入干燥室，加熱衣物，使被干燥衣物的溫度升到45℃，這時，附著在衣物中的水分還在吸收熱能，這時溫度上升停止，液體水分子吸收熱能變成水蒸氣，這個過程稱為相變過程，這樣，普通的空氣吸收熱能和相變能后變成了含有大量水蒸氣的濕空氣（液體的水變成水蒸氣要吸收外部能量，這些能量由熱能轉換而來，被吸收的能量稱為相變能）。此時空氣溫度為45℃，濕度為95%。衣物的水揮發成水蒸氣，衣物逐漸變干了；

2-3、在風扇的推動下，帶有大量水分的45℃的濕空氣流向低溫的蒸發器，蒸發器的作用如同空調機的室內機（或冰箱的冷凍室），蒸發器內的制冷劑吸收來自干燥室內的濕空氣的熱量，使空氣冷卻，冷卻的濕空氣溫度下降到露點以下，產生“結露”現象析成水珠，水流排出干燥室外，空氣溫度和相對濕度都降低。此時45℃、95%濕度的接近飽和的水蒸氣變成5-20℃的冷空氣，（經查【濕空氣熱力性質表】，濕空氣在溫度20℃以下時，結露點在15%以下），所以在蒸發器上大量析出水珠，每公斤濕空氣將會析出30克的水，在析出水的同時，還會析出相變能，（氣體的水蒸汽變成液體的水，將釋放出相變能）這樣原來空氣中的溫度，相變能都被蒸發器吸收，它的能量將大于從外界空氣中吸收的能量（我們已經設定空氣的溫度是25℃，濕度是65%），吸收的能量較多，將使得熱泵的效率更高，此時空氣的濕度大概在30%左右（不可能所有的水蒸氣都在蒸發器中結露變成水，這里30%是一個估值）；

2-4、經過蒸發器吸熱降溫的空氣，溫度大概在5-20℃，來到冷凝器2，碰到55℃的冷凝器，空氣被加熱到45℃，但濕度不變，只有30%，成了干燥氣體，它又進入干燥室，加快的衣物的干燥；

2-5、這樣，干衣機里的空氣就按照：加熱、升溫—干燥衣物—帶走水分變成飽和濕空氣—降低溫度，析出水分—再加熱 的過程循環，衣物就逐步被干燥，直至變干為止。

本實用新型熱泵干燥主要依靠空調制冷的原理使空氣中的水分冷凝來降低干燥室內空氣的濕度，空氣在干燥室與除濕機之間為閉式循環，基本上不排氣，在整個干燥過程中能量損失很少。

本實用新型相對于一般普通的干衣機，有明顯的優點：

1、采用熱泵技術：采用熱泵加熱準備干燥衣服的空氣，將被加熱的空氣通過風機送入衣物干燥機內對衣服進行升溫干燥，在消耗同等電力的情況下，熱泵的制熱能力比一般電加熱器（電阻絲、半導體器件）高3倍以上，也就是只要消耗一般加熱器三分之一的電量，就可以達到相同的干燥效果。這一過程可以節約60%的電力。

2、采用循環加熱，使得干衣機運行的能量不損失：

2-1、采用熱泵技術干衣，節約了電能，但是衣服被加熱后，熱空氣排向外界，這些熱能就浪費了，本實用新型就是將這些熱能回收，使它大部分再變成溫度更高的新的熱能，回到干燥室工作，這一過程可以提高熱泵的工作效率10%-20%；

2-2、干燥室里附著在衣服中的水分蒸發，變成水蒸汽排向外部空間，這些水蒸氣包含著干燥過程中的能量，白白排掉，沒有被充分利用。本實用新型就是將這些蒸發的能量重新利用，不讓他流失，達到更為節能的效果，這一過程可以提高熱泵工作效率5%左右，估計采用本實用新型干燥衣服等，可以節能80%以上。

通過對吸收水分的濕熱氣體的吸熱（也就是制熱過程）— 放熱（干燥衣物）— 再吸熱 — 再放熱的不斷循環過程，使的加熱干燥衣物的過程能量損失很少。

3、充分利用了熱泵工作的特點，除了吸收熱能外，利用濕空氣在熱泵蒸發器析出水分，相變發熱的能量被重新利用：衣服被干燥的過程，是水分子吸收能量的過程，吸收的能量是兩部分：溫度的提高要吸收能量；水分子從水的狀態變成水蒸氣也要吸收能量，大楷1公斤水蒸發成同一溫度的水蒸氣，要吸收500千卡的熱能量。這些熱能量也要來之電能。本實用新型就是將這些水蒸氣在引導到熱泵蒸發器端，這些水蒸氣遇到低溫的蒸發器就會變成飽和水蒸氣析出水珠，同時釋放相變能，這些相變能被蒸發器吸收，同被吸收的熱能一起送到壓縮機，重新加熱。

4、通過對蒸發器溫度的控制，加大對循環干燥流動空氣中水蒸氣的析出速度，可以使得再進入干燥室的空氣濕度低于一般的常溫下的濕度（常溫下的濕度是60%-90%，本實用新型的干燥空氣的溫度是30%左右），加快了衣物水分的蒸發，縮短了衣物的干燥時間，一般干燥時間在5個小時以內。

5、蒸發器析出的水，可以作為生活用水，經過濾裝置處理可以飲用。

本實用新型節能效果明顯，理論節能率90%以上，考慮到設備其他地方的散熱等消耗，實際節能估計在80%左右，也就是說：加熱同等量的衣物，其電耗只相當于普通干衣機的10-20%，成為廣大的家庭“用得起”的干衣機。

附圖說明：

圖1是本實用新型的工作原理圖；

圖2是本實用新型的構造示意圖。

具體實施方式:

本實用新型熱泵干衣機，包括具有空氣進、出口1、2的機體3和設在機體上的空氣循環換熱裝置4，以及設在機體內用于干燥衣物的干燥室5，所述空氣循環換熱裝置4的熱空氣輸往所述干燥室5。

進一步的，為了設計合理，上述空氣循環換熱裝置包括依次連接的壓縮機6、冷凝器7、膨脹閥8和蒸發器9，所述蒸發器9的旁側設有風扇17以將熱空氣輸送往干燥室5。

進一步的，為了布局合理，上述機體3的補充空氣進口1位于側下部，所述內部空氣出口2位于頂部，所述干燥室5位于機體上部，所述壓縮機6、冷凝器7、膨脹閥8和蒸發器9位于機體下部的隔腔室10內，所述隔腔室10的出口位置設有所述的風扇17。

進一步的，為了布局合理，使熱能可以充分利用，上述機體的內側部設有獨立的導風道11，導風道上通口1101通往干燥室5，導風道下通口1102通往空氣進口與壓縮機之間的位置。

進一步的，為了便于冷凝器水的收集和凈化，上述蒸發器下方設有水收集器12，位于機體側部設有水過濾器13。

進一步的，為了便于在寒冷地區的使用，上述風扇與干燥室之間設有電輔助加熱器14。

進一步的，為了便于消毒滅菌，上述機體頂部設有紫外線消毒燈15。

進一步的，為了節能，上述機體的表面設有保溫層16。

本實用新型熱泵干衣機的工作方法，所述熱泵干衣機包括具有空氣進、出口的機體和設在機體上的空氣循環換熱裝置，以及設在機體內用于干燥衣物的干燥室，所述空氣循環換熱裝置的熱空氣輸往所述干燥室，所述空氣循環換熱裝置包括依次連接的壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器，所述蒸發器的旁側設有風扇以將熱空氣輸送往干燥室，

其中熱泵干衣機熱泵部分工作方法：

1-1、機器開機，風扇啟動，將干燥室的原始的空氣吹過蒸發器，常溫常壓下的工質氣體進入壓縮機（這里工質選R22制冷劑，它的參數為：當它所受壓力（稱為冷凝壓力）為2.18MPa時，它對應的溫度（稱為冷凝溫度）為55℃，它的蒸發溫度為-40.8℃（零下40.8度）。在壓力高于1.6MP（16公斤），溫度低于40時，呈液體狀態，在壓力為0.5MP（5公斤）時，蒸發溫度為0℃以上）；

1-2、壓縮機對常溫工質不斷進行壓縮，使得工質的溫度達到55℃，壓力達到21.8公斤（2.18MP），并將工質送到冷凝器；

1-3、冷凝器（又稱熱交換器）的作用如同空調室外機的散熱器（或冰箱背面的散熱器）冷凝器的溫度升到55℃，并將流過冷凝器熱交換片的空氣加熱到45℃，被加熱的空氣進入衣物干燥室；

1-4、工質由于將熱傳給空氣，自身的溫度下降，變成氣液混合的工質，流向膨脹閥，R22在壓力高于1.6MP（16公斤），溫度低于40時，呈液體狀態；

1-5、膨脹閥的作用是使工質由高壓降至低壓，也稱減壓閥，膨脹閥將帶有壓力的氣液混合體工質變成低壓氣液混合體，這些混合體流向蒸發器；

1-6、由于壓力降低到0.5MP（5公斤）左右，在這種壓力下，蒸發器的溫度已經超過了工質蒸發的溫度（R22為-40.8℃以上），所以工質在蒸發器內迅速蒸發，液體的蒸發要吸收大量的熱量，所以此時蒸發器表面溫度迅速下降，降到5℃以下，這時，蒸發器內的工質將大量吸收流過它表面的空氣的溫度，自身溫度不斷提高；

1-7、吸收了外界的溫度的工質溫度達到5℃以上，并流向壓縮機，進行第二次制熱循環；

1-8、熱泵的工質就按照，加壓發熱—冷凝放熱—減壓—蒸發吸熱—再加壓發熱，這個熱泵工作過程不斷循環，實現熱量的搬移，將冷凝放熱的熱量輸送給衣物，這樣就達到干燥衣物的目的。

進一步的，上述機體的空氣進口位于側下部，所述空氣出口位于頂部，所述干燥室位于機體上部，所述壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器位于機體下部的隔腔室內，所述隔腔室的出口位置設有所述的風扇，所述機體的內側部設有獨立的導風道，導風道上通口通往干燥室，導風道下通口通往空氣進口與壓縮機之間的位置，在導風道上還設有外界空氣調節裝置，對干燥空氣進行補充和溫度濕度調節；

衣物干燥流程—干燥氣體流動部分：

2-1、開機后風扇啟動，使閉合機體中的空氣流過冷凝器，將空氣由20℃加溫到45℃，此時空氣濕度與外界相同，為65%（其中20℃溫度、65%的濕度是一般正常氣候情況下的平均值）；

2-2、從冷凝器出來的45℃的熱空氣進入干燥室，加熱衣物，使被干燥衣物的溫度升到45℃，這時，附著在衣物中的水分還在吸收熱能，這時溫度上升停止，液體水分子吸收熱能變成水蒸氣，（液體的水變成水蒸氣要吸收外部能量，這些能量由熱能轉換而來，被吸收的能量稱為相變能）。這個過程稱為相變過程，。這樣，普通的空氣吸收熱能和相變能后變成了含有大量水蒸氣的濕空氣。此時空氣溫度為45℃，濕度為95%。衣物的水揮發成水蒸氣，衣物逐漸變干了；

2-3、在風扇的推動下，帶有大量水分的45℃的濕空氣流向低溫的蒸發器，蒸發器的作用如同空調機的室內機（或冰箱的冷凍室），蒸發器內的制冷劑吸收來自干燥室內的濕空氣的熱量，使空氣冷卻，冷卻的濕空氣溫度下降到露點以下，產生“結露”現象析成水珠，水流排出干燥室外，空氣溫度和相對濕度都降低。此時45℃、95%濕度的接近飽和的水蒸氣變成5-20℃的冷空氣，（經查【濕空氣熱力性質表】，濕空氣在溫度20℃以下時，結露點在15%以下），所以在蒸發器上大量析出水珠，每公斤濕空氣將會析出30克的水，在析出水的同時，還會析出相變能（氣體的水蒸汽變成液體的水，將釋放出相變能），這樣原來空氣中的溫度，相變能都被蒸發器吸收，它的能量將大于從外界空氣中吸收的能量（我們已經設定空氣的溫度是25℃，濕度是65%），吸收的能量較多，將使得熱泵的效率更高，此時空氣的濕度大概在30%左右（不可能所有的水蒸氣都在蒸發器中結露變成水，這里30%是一個估值）；

2-4、經過蒸發器吸熱降溫的空氣，溫度大概在5-20℃，來到冷凝器2，碰到55℃的冷凝器，空氣被加熱到45℃，但濕度不變，只有30%，成了干燥氣體，它又進入干燥室，加快的衣物的干燥；

2-5、這樣，干衣機里的空氣就按照：加熱、升溫—干燥衣物—帶走水分變成飽和濕空氣—降低溫度，析出水分—再加熱 的過程循環，衣物就逐步被干燥，直至變干為止。

本實用新型熱泵干燥主要依靠空調制冷的原理使空氣中的水分冷凝來降低干燥室內空氣的濕度，空氣在干燥室與除濕機之間為閉式循環，基本上不排氣，在整個干燥過程中能量損失很少。

本實用新型工作過程如下：

1、機器開動后，風扇啟動，外界空氣和干衣機內部的空氣流動，熱泵工作，從流動的空氣中吸收能量，產生熱空氣（溫度為50℃，濕度為65%）進入干燥室。

2、干燥室內，衣物被加熱到45℃，衣服中的水分加快蒸發，在干燥室上部加熱的空氣變成帶大量水蒸氣的濕空氣，并沿著導風道來到干衣機下端熱泵工作室的進風處。

3、這些空氣經過了壓縮機，對壓縮機起了一定的冷卻作用（壓縮機外表面溫度一般有60-80℃，降低壓縮溫度對保護壓縮機有利，且收集的熱能可以再利用），進入蒸發器入口，經蒸發器吸熱、“凝露”析出水珠、干燥的空氣來到冷凝器。

4、經冷凝器加熱后，干燥的45℃的熱空氣，濕度30%，再次進入干燥室，對衣物進行再干燥。此時的干燥效果要好于第一次循環的效果。

5、如此不斷循環，直到衣物干燥為止。

6、析出的水收集在水收集器中，經過水過濾器的處理就可以飲用。

7、本實用新型還配用電輔助加熱器，在氣溫較低的地區，冬天可以采用電加熱方式使熱泵正常啟動工作，當熱泵第一循環結束后，電加熱也就停止。

8、本實用新型內還配備了紫外線消毒燈，可以對衣服進行消毒；也可以配備一些熏香器為衣物加香。

9、本實用新型采用電子控制器和機械控制器控制，對進風口、排風口、溫度、收集水水位進行智能控制，簡單可靠，故障率低。

本實用新型相對于一般普通的干衣機，有明顯的優點：

1、采用熱泵技術：采用熱泵加熱準備干燥衣服的空氣，將被加熱的空氣通過風機送入衣物干燥機內對衣服進行升溫干燥，在消耗同等電力的情況下，熱泵的制熱能力比一般電加熱器（電阻絲、半導體器件）高3倍以上，也就是只要消耗一般加熱器三分之一的電量，就可以達到相同的干燥效果。這一過程可以節約60%的電力。

2、采用循環加熱，使得干衣機運行的能量不損失：

2-1、采用熱泵技術干衣，節約了電能，但是衣服被加熱后，熱空氣排向外界，這些熱能就浪費了，本實用新型就是將這些熱能回收，使它大部分再變成溫度更高的新的熱能，回到干燥室工作，這一過程可以提高熱泵的工作效率10%-20%；

2-2、干燥室里附著在衣服中的水分蒸發，變成水蒸汽排向外部空間，這些水蒸氣包含著干燥過程中的能量，白白排掉，沒有被充分利用。本實用新型就是將這些蒸發的能量重新利用，不讓他流失，達到更為節能的效果，這一過程可以提高熱泵工作效率5%左右，估計采用本實用新型干燥衣服等，可以節能80%以上。

通過對吸收水分的濕熱氣體的吸熱（也就是制熱過程）— 放熱（干燥衣物）—再吸熱 — 再放熱的不斷循環過程，使的加熱干燥衣物的過程能量損失很少。

3、充分利用了熱泵工作的特點，除了吸收熱能外，利用濕空氣在熱泵蒸發器析出水分，相變發熱的能量被重新利用：衣服被干燥的過程，是水分子吸收能量的過程，吸收的能量是兩部分：溫度的提高要吸收能量；水分子從水的狀態變成水蒸氣也要吸收能量，大楷1公斤水蒸發成同一溫度的水蒸氣，要吸收500千卡的熱能量。這些熱能量也要來之電能。本實用新型就是將這些水蒸氣在引導到熱泵蒸發器端，這些水蒸氣遇到低溫的蒸發器就會變成飽和水蒸氣析出水珠，同時釋放相變能，這些相變能被蒸發器吸收，同被吸收的熱能一起送到壓縮機，重新加熱。

4、通過對蒸發器溫度的控制，加大對循環干燥流動空氣中水蒸氣的析出速度，可以使得再進入干燥室的空氣濕度低于一般的常溫下的濕度（常溫下的濕度是60%-90%，本實用新型的干燥空氣的溫度是30%左右），加快了衣物水分的蒸發，縮短了衣物的干燥時間，一般干燥時間在5個小時以內。

5、蒸發器析出的水，可以作為生活用水，經過濾裝置處理可以飲用。

本實用新型節能效果明顯，理論節能率90%以上，考慮到設備其他地方的散熱等消耗，實際節能估計在80%左右，也就是說：加熱同等量的衣物，其電耗只相當于普通干衣機的10-20%，成為廣大的家庭“用得起”的干衣機。