[发明专利]具有热泵系统的衣物干燥机

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有根据权利要求1的前序部分所述的热泵系统的衣物干燥机。

技术背景

具有热泵系统的衣物干燥机是一种通过低能耗来干燥衣物的有效的方式。在常规的热泵衣物干燥机中，空气流在闭合的空气流回路中流动。该空气流由风扇移动、穿过衣物滚筒、从湿衣物去除水分、然后在蒸发器中被冷却和除湿、在冷凝器中被加热、并且最后再次重新进入衣物滚筒内。相反，制冷剂由压缩机压缩、在冷凝器中冷凝、在膨胀装置中分层（laminated）、并且随后在蒸发器中汽化。

在膨胀装置处的分层作用大体上取决于所述膨胀装置的几何特性和制冷剂流速。当膨胀装置为固定的机械元件例如毛细管时，分层作用不能适应于制冷剂的压力或压缩机的转速。

例如，特别地，在具有带有固定输出的压缩机的热泵系统中，在热泵系统的预热阶段期间由膨胀装置产生的分层作用应该与在热泵系统的稳定状态阶段期间由膨胀装置产生的分层作用不同，以优化热泵系统效率。在预热阶段开始时，制冷剂温度具有环境值并且压力与该温度环境值相对应。在所述预热阶段结束时，制冷剂的温度和压力达到其操作值。从预热阶段至稳定状态阶段，制冷剂流动通过膨胀装置的流速改变。

在压缩机具有可变输出的情况下，压缩机的较高转速需要特定的分层作用，而压缩机的较低转速需要与用于较高转速的分层作用不同的分层作用。

然而，毛细管可能限制压缩机的速度可变的优点。特别地，如果增大转速以运行预定的干燥周期例如快速周期，那么毛细管可能导致热泵性能的降低并且妨碍期望的优点。事实上，执行压缩机的转速的增大是为了增大制冷剂的质量流速。这允许与空气流进行更多的能量交换以及缩短干燥周期。然而，当从低速情况转变至高速情况时，如果在压缩机的入口处的制冷剂的密度情况不改变，质量流速增加。质量流速是通过公式M=rVn确定的，其中，r为在吸入条件下的制冷剂密度，V为在压缩机单次旋转期间形成的制冷剂的体积，并且n为压缩机的转速。清楚的是，如果转速n增加而制冷剂密度r保持恒定，则质量流速M也增加。这种效果对于干燥时间是有益的。

然而，压缩机的转速n的这种变化与由于优化用于较低压缩机转速的毛细管而造成的缺乏灵活性不匹配。在该情况下，毛细管将对制冷剂形成非常高的压力降。因此，蒸发压力和密度r将减小。因而，不能通过增大转速n来增加质量流速M的值。这是一个缺点，因为压缩机输入功率由于需要较高的压力比而无论如何都会增加。

发明内容

本发明的目标是提供一种具有热泵系统的衣物干燥机，该衣物干燥机允许在干燥周期期间在膨胀装置处的不同的分层作用以提高热泵系统的性能。

本发明的目标通过根据权利要求1的具有热泵系统的衣物干燥机来实现。

根据本发明，膨胀系统包括至少两个毛细管，其中，所述毛细管中的至少一个是通过或者能够通过至少一个阀来切换的，使得在所述膨胀装置处的分层作用是能够调节的。

本发明提供了：膨胀装置是能够以机械的方式改变的，使得在所述膨胀装置处的分层作用能适应于热泵系统中的过程的实际情况。这里存在若干情况，其中，在膨胀装置处的分层作用的变化是有利的。例如，制冷剂的压力和/或温度、压缩机的速度和/或空气流的温度的变化。压缩机的速度可以是可变的或恒定的。

例如，膨胀装置包括至少两个系列的并列的毛细管以及各自的对应的开关阀，其中，毛细管可以具有不同的长度和/或不同的横截面。在横截面相同的情况下，较长的毛细管提供较大的压力降。在长度相同的情况下，较窄的毛细管提供较大的压力降。以上假设制冷剂流速不变。

根据另一示例，膨胀装置包括三通阀和两个毛细管，其中，毛细管是能够通过三通阀来交替地切换的。例如，毛细管具有不同的长度和/或不同的横截面。

根据另一示例，膨胀装置包括至少两个连续的毛细管、以及为所述毛细管中的至少一个提供旁路的至少一个旁路开关阀。优选地，旁路开关阀与第一毛细管或与第二毛细管并列地连接。

优选地，响应于下列各项中的一项而通过或者能够通过至少一个阀来切换所述毛细管中的至少一个：由使用者选择的干燥周期；压缩机转速；压缩机马达的供应电流/电压的频率；由压缩机吸收的电流/电力；制冷剂回路的温度/压力；干燥空气的温度。

压缩机的转速是与在压缩机操作期间对制冷剂进行压缩的设备相连接的轴的速度，该转速大致等于马达的转速。

供应电流/电压的频率是通过电子控制器供应至压缩机马达以改变压缩机的转速的电流/电压的频率。

优选地，干燥空气的温度是在衣物处理室（例如，可旋转的滚筒）的入口处检测的。