一種熱泵熱管復合式干衣機的制作方法

本發明涉及干衣機技術領域，具體涉及一種熱泵熱管復合式干衣機。

背景技術：

熱管是一種新型的傳熱元件，主要原理是利用介質在熱端蒸發后在冷端冷凝的相變過程(即利用液體的蒸發潛熱和凝結潛熱)，使熱量快速傳導，其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。環路熱管是一種高效的相變傳熱裝置，它由蒸發器、冷凝器組成，通過氣液傳輸管路連接成回路，利用工質的蒸發和冷凝來傳遞熱量，能夠在小溫差，長距離的情況下傳遞大量的熱量。環路熱管目前已成為航空熱控制系統的首選傳熱元件，在地面電子設備的冷卻系統中也正發揮著越來越重要的作用。

目前市場上使用的干衣機主要為電熱式干衣機，它利用ptc發熱元件，通過電加熱的方式提高空氣溫度，在風機作用下使熱空氣流經衣物表面，通過熱濕交換帶走衣物的水分，實現衣物的加速干燥。因其結構簡單，價格便宜，電熱式干衣機占絕大多市場份額。但是由于電熱式干衣機直接使用電熱絲加熱空氣，消耗大量的電能，且通過衣物的較高溫高濕的氣流直接排入室內，會給室內造成熱濕污染。為了解決電熱式干衣機的以上問題，催生了熱泵干衣機。

熱泵干衣機是一種使用熱泵技術的新型衣物(或紡織品)干燥設備。在熱泵干衣機系統中，存在熱泵循環與空氣循環兩個閉式循環，兩個循環通過蒸發器與冷凝器進行熱量交換。熱泵循環中，通過壓縮機做功，消耗少量的電能，驅動制冷劑循環，使制冷劑在蒸發器中吸收來自干衣桶的排氣廢熱和冷凝水的潛熱，在冷凝器中以較高的溫度排出熱量給將進入干衣桶的空氣。在空氣循環中，在風機的推動下,從干衣桶中排出的濕熱空氣在蒸發器中降低溫度，并冷凝析出空氣中的水分；之后低溫低含濕量的空氣通過冷凝器升溫，但含濕量不變，相對濕度降低，此時空氣吸收水分的能力很強；最后，高溫低相對濕度的空氣吹過衣物表面，衣物進行熱濕交換，放出熱量、帶走水分。由于系統不斷輸入電能，為維持循環空氣的能量平衡,系統需通過設置輔助冷卻器，輔助冷凝器或補充新風維持系統穩定。熱泵干衣機具有耗能低、對室內空氣品質影響小、干衣效果好等優點；同時，熱泵干衣機的干燥溫度低于電熱式干衣機，避免了空氣溫度過高對衣物表面的損害。

然而，現有熱泵干衣機技術仍存在一個問題：為了使除濕效果更好，蒸發溫度一般較低，而且空氣先經過蒸發器降溫除濕，再經過冷凝器進行加熱，前后冷熱相抵，帶來不必要的能量損失。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種耗能少、干衣時間短的熱泵熱管復合式干衣機。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種熱泵熱管復合式干衣機，該干衣機包括：

空氣循環：包括循環連接的干衣筒、預冷換熱器的空氣通道、蒸發器的空氣通道、再熱換熱器的空氣通道、冷凝器的空氣通道及風機；

制冷劑循環：包括循環連接的壓縮機、冷凝器的制冷劑通道、節流裝置及蒸發器的制冷劑通道；

環路熱管：包括循環連接的預冷換熱器的制冷劑通道和再熱換熱器的制冷劑通道。

本發明加入了環路熱管，減少了系統不必要的能量損失，通過環路熱管實現空氣經過蒸發器前后的預冷和再熱，減少前后的冷熱相抵，從而進一步降低了熱泵干衣機的電能消耗，縮短干衣時間。

所述的環路熱管包括重力驅動型環路熱管或制冷劑泵驅動型環路熱管。

所述的重力驅動型環路熱管若干閉式循環，每一個閉式循環包括首尾連接且平行的一根預冷換熱器的制冷劑通道和一根再熱換熱器的制冷劑通道，所述再熱換熱器的制冷劑通道的高度高于預冷換熱器的制冷劑通道，所有再熱換熱器的制冷劑通道位于同一垂直面上，所有預冷換熱器的制冷劑通道位于同一垂直面上，所述蒸發器的制冷劑通道位于兩個垂直面之間。由于來自于干衣筒中的高溫氣體首先進入預冷換熱器，會將預冷換熱器制冷劑通道中的制冷劑氣化，通過管道上升進入再熱換熱器的制冷劑通道；氣化的制冷劑在再熱換熱器的制冷劑通道中冷凝成液滴，通過重力流回預冷換熱器制冷劑通道中，依次循環。

所述的制冷劑泵驅動型環路熱管包括一根預冷換熱器的制冷劑通道以及一根再熱換熱器的制冷劑通道，所述預冷換熱器的制冷劑通道的出口與再熱換熱器的制冷劑通道的進口連接，所述再熱換熱器的制冷劑通道的出口經過制冷劑泵與預冷換熱器的制冷劑通道的進口連接，所述蒸發器的制冷劑通道位于預冷換熱器的制冷劑通道及再熱換熱器的制冷劑通道之間。

所述的預冷換熱器和再熱換熱器是制冷劑空氣換熱器，包括翅片管換熱器、微通道換熱器或板式換熱器中的一種。

所述的節流裝置包括毛細管、短管或電子膨脹閥中的一種。

本發明的主要工作過程為：經冷凝器加熱的高溫干燥空氣在風機作用下進入干衣筒，高溫干燥的空氣通過熱濕交換，提高衣物溫度，并帶走衣物中的水分，變成低溫高濕空氣；之后，低溫高濕空氣進入預冷換熱器，制冷劑吸熱蒸發，實現空氣的預冷；預冷后的空氣在蒸發器內進一步降溫除濕，變為低溫低濕空氣；最后，低溫高濕空氣進入再熱換熱器，制冷劑放熱冷凝，實現空氣的再熱；再熱后的空氣在冷凝器內進一步加熱，變為高溫干燥空氣，重新具備較強吸濕能力。

與現有技術相比，本發明的有益效果體現在：本發明將環路熱管引入熱泵干衣機，減少不必要的能量損失。通過蒸發器加環路熱管組合，來實現蒸發器前后的預冷和再熱，從而進一步降低熱泵干衣機的電能消耗，同時縮短干衣時間。

附圖說明

圖1為實施例1的連接示意圖；

圖2為重力驅動型環路熱管的立體結構示意圖；

圖3為實施例2的連接示意圖；

圖4為制冷劑泵驅動型環路熱管的立體結構示意圖。

其中，1為干衣筒，2為預冷換熱器，21為預冷換熱器的制冷劑通道，3為蒸發器，31為蒸發器的制冷劑通道，4為再熱換熱器，41為再熱換熱器的制冷劑通道，5為冷凝器，6為風機，7為電子膨脹閥，8為壓縮機，9為制冷劑泵。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

一種熱泵熱管復合式干衣機，其連接如圖1所示，包括：

空氣循環：包括循環連接的干衣筒1、預冷換熱器2的空氣通道、蒸發器3的空氣通道、再熱換熱器4的空氣通道、冷凝器5的空氣通道及風機6；

制冷劑循環：包括循環連接的壓縮機8、冷凝器5的制冷劑通道、電子膨脹閥7及蒸發器3的制冷劑通道；

環路熱管：包括8個閉式循環，每一個閉式循環包括首尾連接且平行的一根預冷換熱器的制冷劑通道21和一根再熱換熱器的制冷劑通道41，再熱換熱器的制冷劑通道41的高度高于預冷換熱器的制冷劑通道21，所有再熱換熱器的制冷劑通道41位于同一垂直面上，所有預冷換熱器的制冷劑通道21位于同一垂直面上，蒸發器的制冷劑通道31位于兩個垂直面之間，如圖2所示。

干衣機的主要工作過程為：在制冷劑循環中，制冷劑在壓縮機8作用下成為高溫高壓的氣體，經連接管進入冷凝器5的制冷劑通道，冷凝成為高溫高壓的液體，并釋放出大量的熱量用于加熱空氣通道內空氣。液態制冷劑再經連接管，進入電子節流閥7，節流成為低溫低壓的制冷劑液體。之后，制冷劑經連接管17，進入蒸發器3的制冷劑通道，吸熱蒸發成低溫低壓的制冷劑氣體，使空氣通道內的空氣冷卻除濕。制冷劑離開蒸發器3后，經連接管回到壓縮機8，完成制冷劑循環，如圖1所示。

在環路熱管中，制冷劑在預冷換熱器2中吸熱蒸發成為制冷劑氣體，對空氣通道內的空氣起到預冷的效果；氣態制冷劑經連接管進入再熱換熱器的制冷劑通道41，冷凝成為制冷劑液體，釋放出熱量，對空氣通道內的空氣起到再熱的效果。之后，液態制冷劑通過重力或毛細力作用，經連接管回到預冷換熱器的制冷劑通道21，完成環路熱管循環，如圖2所示。

在空氣循環中，經冷凝器5加熱的高溫干燥空氣在風機6作用下，經風道進入干衣筒1，吹過衣物表面。高溫干燥的空氣通過熱濕交換，提高衣物溫度，并帶走衣物中的水分，空氣溫度下降相對濕度上升，變成低溫高濕空氣。從干衣筒1排出的空氣經風道進入預冷換熱器2的空氣通道，放熱給預冷換熱器2內的制冷劑，空氣實現了預冷。預冷后的空氣經風道進入蒸發器3的空氣通道，蒸發器3內的制冷劑吸熱蒸發，空氣被進一步降溫除濕，變為低溫低濕空氣。之后，空氣經風道進入再熱換熱器4的空氣通道，吸收再熱換熱器4內制冷劑的冷凝散熱量，實現空氣的再熱。再熱后的空氣經風道進入冷凝器5的空氣通道，進一步被加熱，變為高溫干燥的空氣，重新具備較強吸濕能力。最后，高溫干燥空氣經風道回到風機6，完成空氣循環，如圖1所示。

實施例2

本實施例的環路熱管采用制冷劑泵驅動型環路熱管，其總體連接如圖3所示，環路熱管的結構如圖4所示，包括預冷換熱器的制冷劑通道21以及再熱換熱器的制冷劑通道41，預冷換熱器的制冷劑21通道的出口與再熱換熱器的制冷劑通道41的進口連接，再熱換熱器的制冷劑通道41的出口經過制冷劑泵9與預冷換熱器的制冷劑通道21的進口連接，蒸發器的制冷劑通道31位于預冷換熱器的制冷劑通道21及再熱換熱器的制冷劑通道41之間。

與實施例1相比，僅環路熱管的驅動方式由重力變為了制冷劑泵。在環路熱管中，液態制冷劑在制冷劑泵9的作用下，經連接管回到預冷換熱器的制冷劑通道21，功能未發生改變。