[发明专利]冷凝和热交换装置、烘干设备以及干衣设备

说明书

技术领域

本发明涉及烘干技术，具体地，涉及一种冷凝和热交换装置和装备有该冷凝和热交换装置的烘干设备以及装备有该烘干设备的干衣设备。

背景技术

在很多的应用场合，一方面需要制冷，以达到降温或者冷凝某物体的作用；而与此同时在另一处需要制热，以达到加热某物体的作用。通常情况下，以制冷为目的而交换出来的热量会被直接排向空气中，这有两方面的原因，一方面，制冷和制热不一定在同一场合，因为空间上的距离而只能放弃利用被交换的热量；另一方面，这些被交换出来的热量并不一定集中，不便于利用。

然而，现有技术中即使在同一应用场合，以制冷为目的而交换出来的热量也未能得到充分利用，例如在干衣设备烘干衣物的应用中。早期的干衣技术(无论是独立的干衣机或者复合的洗衣干衣一体机)，通过吹热风使衣物中的水分及时蒸发达到干燥的目的。通常，热风是以电加热的方式得到的。早期，携带水分的湿热空气是通过排风管直排到环境中的，这具有显而易见的缺点，尤其是针对家用的干衣机。因此，为了避免铺设排风管的烦恼，并且为了提高能源效率，同时改善环境的舒适性，现在的干燥通常是通过冷凝器来实现的，湿热空气通过冷凝器析出水分，经加热后重新在干衣机内循环，热风在干衣机内不断循环，并不直接排出去。常规的湿热空气冷凝技术目前主要有利用冷水或干冷空气进行冷凝两种。但这两种方案要么需要大量使用冷水，要么需要大量使用干冷空气。使用冷水的解决方案一方面会造成水资源的浪费，另一方面也使得冷凝湿热空气过程中交换出来的热量随着冷水流出而未能得到有效利用；而使用干冷空气的解决方案虽然不会造成干冷空气资源的浪费，但是同样存在着冷凝湿热空气过程中交换出来的热量未能得到有效利用的问题。

如前所述，在干衣的过程中，存在着一个冷凝阶段，水分从排出的湿热空气(其水分来自衣物)冷凝后成为液态水排放掉。冷凝器的作用就是使内部的湿热空气在通过其间时借由外部冷凝介质降低其温度，从而使得湿热空气包含的水分液化。在冷凝过程上，常规使用水冷凝技术或者空气冷凝技术。水冷凝就是以冷水(低温水)为介质，使湿热空气在通过冷凝器(亦称干湿交换器)时凝结成为液态水，因而在干衣过程中需要消耗大量水。空气冷凝则是为了节约水资源，利用干衣机的环境空气为工作介质。然而，通过冷凝器干燥，需要维持冷凝器两端一定的温差，而单纯的环境空气流过干湿交换器产生的温差，可能不足以冷凝出另一风道的水分，这时需要提高热风的温度，此外，利用此种方式烘干衣服会延长烘干时间。

在前述两种冷凝技术中，湿热空气的部分热量被交换到外部冷凝介质并排放掉而没有得到有效的利用。

在现有技术的基础上，干衣机仍然有进一步提高效能的空间，例如如何通过技术革新达到节水和节电等。

发明内容

根据上述对背景技术以及存在的技术问题的理解，如果能够提供一种能量利用效率高的冷凝和热交换装置，将是非常有益的。

本发明的第一方面提出了一种冷凝和热交换装置，其包括：热电单元，其具有热电材料以及分别地位于所述热电材料两侧的第一导热层与第二导热层，所述热电单元被配置为响应于所述热电材料中的电流流动而在所述第一导热层与所述第二导热层之间交换热量；以及导热管，其具有第一端与第二端，其中所述第一端与所述第二导热层相连接，所述导热管被配置为在所述第二导热层与所述第二端之间转移热量。该冷凝和热交换装置能够显著提高能量利用效率。

在一个实施例中，所述第二导热层远离所述热电材料的一侧的表面至少部分地覆盖有隔热材料。该隔热材料能够是诸如保温隔热纸、聚氨酯发泡板等。通过覆盖该隔热材料，可以确保第二导热层未与导热管相连的区域的热量不会散发掉，而是通过导热管转移并得到有效利用，从而能够进一步提高能量的利用效率。

在一个实施例中，所述第二导热层与所述第一端之间通过导热粘接材料相互粘接。该粘结材料能够是诸如粘结硅胶，通过应用粘结材料，能够降低导热管第一端与第二导热层的散热面之间连接处的工艺公差要求以及更好地导热从而提高热交换的效率。

在一个实施例中，所述热电材料包括至少一组P型半导体和N型半导体，其中所述P型半导体与所述N型半导体相互串联连接。

在一个实施例中，所述热电材料与所述第一和第二导热层电气绝缘，所述热电材料与所述第一和第二导热层通过导热粘接材料粘接。该粘结材料能够是诸如粘结硅胶，通过应用粘结材料，能够更好地导热从而提高热交换的效率。