一种热泵干衣柜及其设计制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及干衣柜设计技术领域，尤其涉及一种在确定干衣工况下衣柜输入净功 率与衣柜壁面对外漏热平衡匹配的热粟干衣柜设计及其制作方法。
【背景技术】
[0002] 现在的热粟干燥装置和热粟干衣装置，大多采用空气闭路循环方式。
[0003] 含湿物料或含湿衣物的干燥过程，一般是W空气作为干燥介质，将空气加热成为 高温干燥空气，再与含湿物料进行接触、进行热交换、进行传热传质，推动含湿物料中水分 蒸发成为水蒸汽，并且利用干燥空气的吸湿特性对含湿物料表面水蒸汽进行吸收移除，保 证干燥过程的持续进行。
[0004] 在干燥的早期阶段，即恒速干燥阶段，物料水分蒸发所需的热量完全来自干燥空 气，物料的表面温度等于空气的湿球温度。在恒速干燥阶段，干燥空气作"等烙"变化，空气 的烙值（能量密度）不变，但干燥空气温度下降幅度大、相对湿度和绝对含湿量快速增加， 干燥空气的显热转变成了水蒸汽的潜热，空气的湿负荷快速增大。当含湿衣物表面水分蒸 发完成，干燥过程持续进行，依靠含湿物料内部深层的水分向表面扩散来供应表面蒸发所 需的水源。当含湿物料内部深层的水分向表面扩散的速度小于含湿物料表面的水分的蒸发 速度时，含湿物料表面的温度就开始升高，干燥作业的效率下降，进入"降速干燥阶段"。
[0005] 在降速干燥阶段，经冷凝器加热后的高温度、低湿度干燥空气流过含湿衣物时依 然作"等烙"变化，空气的烙值（能量密度）不变，但干燥空气流过潮湿衣物之后的温度的 下降幅度、相对湿度和绝对含湿量的增加幅度与恒速干燥阶段相比，都出现明显收窄；在完 成对潮湿衣物的干燥作业之后，干燥空气温度的下降不多、湿含量（水蒸汽含量）的增幅不 大，柜内空气相应的露点温度比较低；热粟干衣装置内空气流进热粟蒸发器并在蒸发器中 放热降温，但温度很难下降到相应的露点温度W下，降温后空气的相对湿度虽然有所增加 但不可能达到"饱和"状态，空气中水蒸汽难W在蒸发器上放热冷凝析出；经过蒸发器降温 但没有水蒸汽放热冷凝析出的不饱和空气，再次被冷凝器加热成高温度、低湿度的干燥空 气进行闭路循环，在"高温"状态下无效运行，严重降低了降速干燥阶段的热粟干燥效果并 且连续推高闭路循环空气的整体温度水平；进而造成热粟干衣装置内气温持续上升，导致 蒸发压力、蒸发温度、冷凝压力、冷凝温度和压缩机排气温度持续升高，造成压缩机工况恶 化乃至烧毁。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种热粟干衣柜的设计制作方法，干衣柜包括 衣柜和热粟干燥系统，所述热粟干燥系统包括蒸发器、冷凝器、节流阀和压缩机；其中，在干 衣工况确定即衣柜内外传热温差确定、W及衣柜的材质和尺寸确定的情况下，来选择压缩 机，并使得所述压缩机的压缩功率与所述衣柜对环境漏热功率相平衡。
[0007] 较佳地，衣柜对环境漏热功率Pi=衣柜内表面面积S X衣柜壁面单位面积传热功 率P2 =衣柜内表面面积s X衣柜内外传热温差^ T X衣柜内外总传热系数K =压缩机功 率。
[0008] 较佳地，衣柜干衣工作时的衣柜内外传热温差^ T即为干衣工况，^ T的取值范围 为 10-40 〇C。
[0009] 较佳地，衣柜内外传热温差^ T为25°C。
[0010] 较佳地，衣柜内外总传热系数K的计算公式为= + A a, A OC2
[0011] 其中a 1为衣柜内侧空气传热系数，a 2为衣柜外侧空气传热系数，b为衣柜柜板 的厚度，A为衣柜柜板的导热系数。
[0012] 本发明提供了一种热粟干衣柜的设计制作方法，干衣柜包括衣柜和热粟干燥系 统，所述热粟干燥系统包括蒸发器、冷凝器、节流阀和压缩机；其中，在干衣工况确定、W及 所选压缩机的功率确定的条件下，来选择衣柜的尺寸和材料，并使得所述压缩机的压缩功 率与所述衣柜对环境漏热功率相平衡。
[0013] 较佳地，衣柜内表面面积S决定了热粟干衣柜的尺寸，衣柜内表面面积S =衣柜对 环境漏热功率Pi/衣柜壁面单位面积漏热功率P2 =衣柜对环境漏热功率P 1八衣柜内外传 热温差^ TX衣柜内外总传热系数K)=压缩机压缩功率/(衣柜内外传热温差^ TX衣柜 内外总传热系数K)。
[0014] 较佳地，衣柜内外传热温差^ T即为干衣工况，^ T的取值范围为10-4(TC。
[0015] 较佳地，衣柜内外传热温差^ T为25 °C。
[0016] 较佳地，衣柜内外总传热系数1(的计算方法为= + K 饼| 乂 彷2
[0017] 其中a 1为衣柜内侧空气传热系数，a 2为衣柜外侧空气传热系数，b为衣柜柜板 的厚度，A为衣柜柜板的导热系数。
[001引本发明提供了一种热粟干衣柜，包括干燥间和设备间，所述设备间内设置有热粟 干燥系统，所述干燥间内的湿空气进入到设备间内经过所述热粟干燥系统降温除湿变成高 温干燥空气后输送到所述干燥间；所述热粟干燥系统包括蒸发器、冷凝器、节流阀、压缩机 和风机，其中在确定干衣工况下所述压缩机的功率等于所述热粟干衣柜对环境漏热功率。
[0019] 较佳地，所述干燥间内的湿空气在所述风机的作用下依次经过所述蒸发器、冷凝 器和风机，所述蒸发器和冷凝器、节流阀内部的管道相连，并与所述压缩机相连形成一供制 冷剂流通的闭路循环通道。
[0020] 本发明由于采用W上技术方案，使之与现有技术相比，具有W下的优点和积极效 果：
[0021] 本发明提供的一种热粟干衣柜及其设计制作方法，在确定的干衣工况下，根据选 定好的热粟干燥系统压缩机功率来确定干衣柜的尺寸及材料，或根据设计好的干衣柜的尺 寸及材料来选定压缩机的功率，来保证衣柜输入净功率与衣柜壁面对外漏热相平衡要求； 从而使得衣柜本体内的气温上升一定幅度之后达到稳定，保证压缩机的连续运行，从而解 决了现有技术中热粟干衣装置因为装置内气温持续上升导致冷凝压力、冷凝温度、压缩机 排气温度持续升高、压缩机工况恶化等问题。
【附图说明】
[0022] 结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和 优点，其中：
[0023] 图1为本发明热粟干衣柜H段式传热沿热流方向的温度分布图；
[0024] 图2为本发明提供的热粟干衣柜的整体结构示意图；
[0025] 图3为本发明热粟干衣柜的热粟干燥系统在制冷剂压烙图上的循环图；
[0026] 图4为本发明热粟干衣柜内空气在烙湿图上的循环路径图。
[0027] 符号说明：
[002引 1-干燥间
[0029] 2-设备间
[0030] 3-压缩机
[003。 4-风机
【具体实施方式】
[0032] 参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可W W 许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出该些实施例是 为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。该些附 图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
[0033] 本发明提供了一种在确定干衣工况下衣柜输入净功率与衣柜壁面对外漏热平衡 匹配的热粟干衣柜的设计制作方法，可根据确定的干衣工况和选定好的热粟干燥系统压缩 机功率，来确定干衣柜的尺寸及材料等；也可根据确定的干衣工况和设计好的干衣柜的尺 寸及材料，来选定热粟干燥系统压缩机功率，W保证干衣柜的净输入功率等于干衣柜对环 境的传热功率，该种热粟干衣柜的设计制作方法有效的控制了干衣柜内的温度，不会太高 也不会太低，防止了传统干衣装置在降速干燥阶段干衣装置内空气的温度持续增高，导致 冷凝温度、冷凝压力过高、压缩机工况恶化的问题。W下就具体实施例进行说明。
[0034] 实施例一
[00巧]热粟干衣柜一般包括有衣柜主体和热粟干燥系统，热粟干燥系统包括有蒸发器、 冷凝器、节流阀、压缩机和风机，潮湿衣物放置在衣柜主体内，衣柜主体内的潮湿空气，经过 热粟干燥系统降温除湿再加热升温变成高温干燥空气，高温干燥空气被继续用于对潮湿衣 物进行干燥。
[0036] 本发明提供的一种热粟干衣柜的设计制作方法，用于在干衣工况、W及衣柜的材 质和尺寸确定的情况下，来选择热粟干燥系统中压缩机的功率，并保证衣柜输入净功率与 衣柜壁面对外漏热相平衡的要求，衣柜壁面对外漏热即为衣柜对环境传热功率；当衣柜 对环境传热功率与衣柜输入净功