用于烘干潮湿物品的包括冷却组件和加热组件的家用器具的制作方法

专利名称：用于烘干潮湿物品的包括冷却组件和加热组件的家用器具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于借助于处理空气流烘干潮湿物品的家用器具，所述处理空气 流可在处理空气通道中传导，所述处理空气流流过包括物品的处理腔室；冷却组件，所述 冷却组件用于在处理空气流通过处理腔室之后冷却和冷凝处理空气流，冷却组件具有第一 热交换器，来自处理空气流的热量可借助于所述第一热交换器供给到工作流体；以及加热 组件，所述加热组件用于在处理空气流流过处理腔室之前加热处理空气流，所述加热组件 具有第二热交换器，来自工作流体的热量可借助于所述第二热交换器供给到处理空气流。本发明还涉及一种用于借助于处理空气流烘干潮湿物品的方法，所述处理空气流 在处理空气通道中传导，所述处理空气流流过包括物品的处理腔室；冷却组件，所述冷却 组件用于在处理空气流通过处理腔室之后冷却处理空气流和从处理空气流中冷凝水分；以 及用于在处理空气流流过处理腔室之前加热处理空气流的加热组件，来自处理空气流的热 量供给到冷却组件中的工作流体，来自工作流体的热量可供给到加热组件中的处理空气 流。
背景技术：
DE4023000C2、DE19738735C2 和 W02006/029953A1 分别描述了一种家用器具，其
中，冷却组件和加热组件构成热泵的部件，在所述热泵中，在冷却组件中从空气流去除的一 些热量在任何情况下均再次供给到加热组件中的空气流。根据DE4023000C2，使用一种压缩机热泵，其中，处于气体状态的工作介质(二氧 化碳或氯化烃和/或氟化烃)被压缩机压缩，然后在第一热交换器中在释放热量的同时被 液化，再后在其通过节流口时被释放压力，并通过吸收热量在第二热交换器中蒸发。最后， 它返回到压缩机。根据DE19738735C2，使用一种热泵，其中，第一工作介质(氨)周期性地 被第二工作介质(水)吸收和解吸。根据文献W02006/029953A1，使用一种热泵，其中，热电 元件，还称作帕尔贴元件且以专门的半导体材料构造，用于传导热量。一种洗衣机公知于DE1410206A，其中，除了洗涤以外，衣物还可被烘干。该文献公 开了为此所需的附加机构的多种可选方式。用于加热烘干衣物所用的空气流的电加热装置 可随在装载衣物之后用于冷却被加热的空气流的单个热交换器一起设置，然而，热交换器 和冷却器还可形成热泵装置的部件。热泵装置还可被构造成使它与帕尔贴元件一起工作， 以利用热电作用。从属于数据库“日本专利摘要”的英文摘录得知的涉及JP08057194A的一种用于 烘干衣物的装置在其第一通道系统中除了形成热电操作的热泵装置的部件的加热器和冷 却器以外还包括连接在用于冷却从衣物去除的空气流的冷却器上游的另一热交换器和附 加加热装置，所述附加加热装置连接在加热器的下游，用于在装载衣物之前附加地加热空气流。从由 Dr Hans-Detlev Kuhl 的文献“Warmetransformationsprozesse ohne Phasenumwandlung (不具有相变的热变换过程)，，公知作为再生气体循环过程的示例的史特林(Stirling)过程和威勒米尔(Vuilleumier)过程，其自2006年11月26日可从网址 http://hdl. handle, net/2003/2798上得到，特别是参看1_29页。这些过程中的每个过程 适合用于热泵或冷却装置、电力工程中的应用(例如在建筑物的加热中)或可考虑用于物 质分离(特别是空气的液化和分离)。还参看发明人为Rudolph Vuilleumier的关于威勒米尔过程的US1275507。在具有未使用热电效应的热泵的所有普通的家用器具中，热量在工作介质的相变 中被吸收和释放。涉及压力和温度的特定条件必须被保持，以便可达到和有效地使用所需 的相变。这有时难以将热泵调节到家用器具中所需的温度水平。热电式热泵需要使用专门 的昂贵的半导体器件且在热隔离和干燥空气传导方面产生特定的问题，这是因为热量仅可 在相对较短的物理距离上泵送。这使得相应的家用器具难以构造。而且，家用器具中的每 个现有的热泵在启动时仅相当缓慢地达到最优的操作条件。这使得烘干过程所需的时间延 长，这对于使用者来说必须要考虑，因为这是非常不利的以及最可能因为包括热泵的家用 器具通常以非常高的价格出售且相应地以高的期望被购买
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在家中烘干潮湿物品的可能方案，其在考虑紧凑结 构和足够的除湿输出的情况下以环境友好的、特别是天然的冷却剂操作。上述目的借助于一种如权利要求1所述的家用器具以及借助于一种如权利要求 20所述的方法实现。有利的实施例特别是可从从属权利要求中找到。所述家用器具被构造成用于烘干潮湿物品，且特别地是滚筒式烘干机，例如独立 式烘干机或集成在洗涤_烘干机中。为此，家用器具具有处理空气通道，处理空气流可特别 是借助于处理空气风扇在所述处理空气通道中传导。处理空气流可流过包括物品例如成桶 的衣物的处理腔室，例如洗涤滚筒。家用器具还具有冷却组件，处理空气可在处理空气流通 过处理腔室之后流过所述冷却组件，以冷却和冷凝处理空气流，冷却组件至少具有第一热 交换器，例如冷凝器，来自处理空气流的热量可借助于所述第一热交换器供给到工作流体 例如气体或液体。家用器具还具有用于在处理空气流流过处理腔室之前加热处理空气流的 加热组件，所述加热组件具有至少一个第二热交换器，来自工作流体的热量可借助于所述 第二热交换器供给到处理空气流。所述工作流体在热泵中传送，所述热泵根据基本的再生气体循环过程工作，且具 有至少两个柱塞。而且，柱塞中的至少两个被机械连接。机械连接意味着，可以以低的构造成本且紧凑地在柱塞之间实现一定的、例如固 定的或大致固定的相位关系。还特别容易地以这种方式影响活塞运动。优选地，再生气体循环过程包括威勒米尔气体循环过程。工作流体此时是气体，优 选是氦气。威勒米尔气体循环过程可被构造成纯威勒米尔气体循环过程或组合的威勒米尔 气体循环过程，例如与史特林气体循环过程组合的威勒米尔气体循环过程。可优选这样一种家用器具，其中，柱塞中的两个构造成自由活塞振动系统的部件。 这使得可提供一种特别紧凑的布置形式，所述布置形式可特别容易地调节到不同的工作 点ο所述的、特别是两个柱塞优选经由至少一个弹簧元件连接。
此时，优选地，弹簧元件具有3N/mm-15N/mm、特别是6N/mm-7N/mm的弹簧常数。还优选地，弹簧元件被接收在第一冷的柱塞中，因为动力损失此时可独立地即不 需要外部激励器被补偿。为了有效的操作，有利地，第一冷的柱塞具有3kg_6kg、特别是4kg_5kg的重量，第 二热的柱塞具有lkg_2kg，柱塞的活塞直径为75mm-200mm、特别是为100mm-150mm，柱塞的 活塞行程为25mm-75mm、特别是为30mm-50mm，和/或作用在柱塞上的中等压力为20巴-75 巴、特别是30巴-50巴。为了在不使用外部激励器的情况下补偿动力损失，特别优选这样一种家用器具， 其中，第一冷的柱塞具有用于至少部分接收结构体的凹部，所述结构体固定地设置在工作 体积空间中，且所述结构体根据冷的柱塞的行程伸入凹部中。特别优选地，结构体具有圆柱形基本形状，特别是具有25mm-75mm、尤其是 40mm-50mm的直径。然而，其他基本形状也是可能的，例如平行六面体。替代性地，多个、特别是两个柱塞可借助于连接机构连接到彼此。这些柱塞具有的 优点是，与为此目的通常需要激励器的自由活塞振动系统相比，更好地模拟振动。为了补偿动力损失，此时优选地，连接机构可例如借助于激励器单元例如用于驱 动连接轮的轴的速度受控的电机从外部被驱动。为了将热泵的工作点例如调节成适配于干燥度和/或装载量，优选地，连接机构 可例如通过频率受控的激励器、例如速度受控的电机被频率或速度受控地驱动。为了实现紧凑的结构，优选地，柱塞在共同的汽缸中运行。也可优选这样一种家用器具，其中，柱塞共线地运行。替代性地，柱塞可彼此成一 角度、例如成90°角运行。为了空间优化的布置形式，优选地，活塞设置在底部总成结构中。在用于借助于处理空气流烘干潮湿物品的方法中，所述处理空气流在处理空气通 道中传导，所述处理空气流流过包括物品的处理腔室；冷却组件，所述冷却组件用于在处 理空气流通过处理腔室之后冷却处理空气流和从处理空气流中冷凝水分；以及用于在处理 空气流流过处理腔室之前加热处理空气流的加热组件，来自处理空气流的热量供给到冷却 组件中的工作流体，来自工作流体的热量供给到加热组件中的处理空气流，其中，工作流体 以再生气体循环过程传送，所述工作流体驱动至少两个柱塞且所述工作流体驱动彼此机械 连接的至少两个柱塞。针对家用器具给出的优选实施例类似地对于所述方法也是优选的。一种作为家用器具的烘干机例如具有处理空气回路，所述处理空气回路由具有衣 物的滚筒、热泵和处理空气风扇形成。威勒米尔热泵根据与史特林过程类似的热驱动的再 生气体循环过程的原理工作。在其纯形式中，它具有恒定的气体体积空间，所述恒定的气体 体积空间通过至少两个机械连接的、被直线驱动的或自由振动的柱塞分成三个可周期性地 变化的具有不同的温度水平的局部体积空间。体积空间可通过两个再生器连接到彼此。两 个附加的温度水平通过加热热的工作体积空间(例如通过电方式或使用气体)产生，且这 些可用于从烘干过程中去除冷凝热量和恢复较高的温度水平。为此，这两个工作体积空间 借助于热交换器与处理空气接触。


下面，参看示意图更详细地描述本发明。在附图中，相同的或等效的元件以相同的 附图标记表示，附图包括图1示出了根据第一实施例的具有威勒米尔热泵的家用器具的图；图2示出了具有根据H. -D. Kuhl的活塞的威勒米尔热泵的三种设计的基本图，所 述活塞通过连接机构机械连接；图3示出了根据第二实施例的具有威勒米尔热泵的家用器具的图；图4以俯视图示出了用于图3所示的滚筒式烘干机的根据所述实施例的威勒米尔 热泵；以及图5以斜视图示出了图4的威勒米尔热泵。
具体实施例方式图1示出了成用于烘干潮湿的一桶衣物2的滚筒式烘干机1的形式的家用器具。 滚筒式烘干机1具有大致封闭的处理空气通道3，处理空气流在所述处理空气通道中传导。 为此，处理空气流通过风扇4驱动。一桶衣物2放置在成可转动的洗涤滚筒5的形式的处 理腔室中。在处理空气流已通过滚筒5之后，它在处理空气通道3中达到第一热交换器6， 所述第一热交换器用作冷凝器6。处理空气流在那里冷却到这种程度使处理空气已从滚 筒5中的一桶衣物2吸收的水分冷凝。设置在冷凝器6的下游的水分分离器7用于分离冷 凝的水分。分离的水分被收集和移除。通常实际将冷凝器6与水分分流器7组合成一个构 件。在该图中，这些构件单独地被示出，主要是为了清楚起见。风扇4位于冷凝器6和水分 分流器7的下游，且在处理空气通道3中后跟着的是第二热交换器8，所述第二热交换器被 构造成用于处理空气流的加热器8。在处理空气流已通过第二热交换器8且已在该过程中 被加热之后，它返回到滚筒5，在所述滚筒处它可再次从潮湿的衣物2吸收水分。在此，第一热交换器6和第二热交换器8是威勒米尔热泵Vl或6、8_19的构件。这 种威勒米尔热泵(类似于其他热泵，具有再生气体循环过程)的原理和示例性实施例特别 是可发现于H. -D. Kuhl的文献中，下面将再次引用它。下面，将详细地描述威勒米尔热泵Vl或6、8_19。它具有工作气体通道9，合适的 工作气体，在这种情况下在给定温度下为尽可能对应于理想气体的氦气，作为冷却剂被包 封在所述工作气体通道中。工作气体通道9经过第一(“冷的”)热交换器或冷凝器6，所 述第一热交换器或冷凝器6充当冷源，其中，它如上所述地从处理空气通道3中的处理空气 流中吸收热量。在工作气体通道9内设有第二(“温的”)热交换器8，所述第二热交换器8 在中等温度下充当热源，其中，它以所述的方式向处理空气通道3中的空气流供给热量。以 电的方式操作且将达到那里的工作气体加热到高的温度水平的加热器10位于工作气体通 道9的第二端处。以这种方式传递到工作气体中的热量是驱动工作气体通道9中的再生威 勒米尔工作气体循环过程的能量。在第一热交换器6与第二热交换器8之间，工作气体通道9具有第一汽缸11，第 一活塞12可在所述汽缸中运动。第一再生器13与第一汽缸11并联，且是第一热蓄积器 13，工作气体可通过所述第一热蓄积器明显自由地流动。通过移动第一活塞12，工作气体被 推动经过第一再生器13，因此可被从第一热交换器6传送到第二热交换器8或相反。它在该过程中向第一再生器13释放可能的过多热量，或从那里吸收可能的不足热量，更精确地 讲，这取决于它流动经过第一再生器13的方向。连接到第一热交换器(冷凝器6)的工作 体积空间20也称作“冷的”工作体积空间；连接到第二热交换器8 (热源)的工作体积空间 21相应地称为“温的”工作体积空间。在第二热交换器8与加热器10之间，工作气体通道9具有第二汽缸14以及也与 第二汽缸14并联的第二再生器16，第二活塞15可在所述第二汽缸中运动。通过使第二活 塞15移位，工作气体通过再生器16从第二热交换器8传送到加热器10或相反，其中，它同 样释放过多的热量或吸收不足的热量。在此，连接到第一热交换器(冷凝器6)的工作体积 空间21也称作“温的”工作体积空间21 ；连接到加热器10的工作体积空间21称作“热的” 工作体积空间。彼此之间具有良好限定的相位关系的第一活塞12和第二活塞15的周期性和相互 协调的运动用于以工作气体操作威勒米尔过程。为此，设有用于第一活塞12的第一线性驱 动器17和用于第二活塞15的第二线性驱动器18，它们通过控制器19控制且非接触式地移 动活塞12和15。这可特别有利，这是因为威勒米尔过程仅以加热器10供给的热量操作，且 仅需要这样程度的经由活塞12和15导入的机械能量使工作气体必须在第一热交换器6、 第二热交换器8和加热器10之间来回传送。在更大或更小的程度上，仅流动的工作气体和 运动的活塞12和15中的惯性或摩擦力必须在该过程中被克服。特别地，线性驱动器17和 18以及活塞12和15不必彼此接触。相反，实际中可通过线性驱动器17和18非接触式地 引导活塞12和15。因此，不必将被移动的构件密封地引导出工作气体通道9。相反，工作 气体通道9形成一种本身完全封闭、在该方面为刚性的单元，因此，即使工作气体经受高达 数百巴的压力，所述单元也能够容易地、可靠和永久地被密封。这对于家用器具1的工作可 靠性和寿命来说是非常重要的。在周期假定处于1小时水平上的典型的烘干过程中，热泵Vl通过工作气体在工作 气体通道9内的重复移位操作，其中，活塞12和15以十分之一秒的水平上的周期循环运动 和相互相移。因此，烘干过程的持续时间与再生气体过程的周期的持续时间之间的优选比 例在10000-100000之间，特别优选在30000-40000之间。如果热泵Vl的尺寸以仅与烘干机的满载的稳定操作对应的活塞频率构造，则在 欠载的情况下实现稳定阶段或烘干可能是有问题的。为了避免此点，在这种情况下，摩擦损 失借助于(调频的)线性驱动器的频率调节补偿，因此，可高效地调节工作点适配烘干机1 的工作状态。通过使用再生气体循环过程，允许该家用器具1使用在功能和安全方面不严格的 工作介质。而且，高的热泵系数可在相应的热泵中以低的温度水平达到。在高的、低的温度 水平之间具有最可能高的温差以及在中等的、低的温度水平之间具有相对较低的温差的情 况下，利用威勒米尔热泵可实现热泵的高的评级。因此，可提供一种成滚筒式烘干机的形式 且可被分配给A能效评级的家用器具。通过选择工作气体和气体在热泵中所必需的压力可考虑相应的标准。热泵中的热 蓄积器的设计可有利地影响其操作性能。图2示出了一种根据H. -D. Kuhl的第23页的威勒米尔热泵的三种设计的基本图。 在这种情况下，活塞通过共同的连接机构机械地连接到彼此。
在实际中并不突出的α设计的情况下，三个活塞通过连接机构Kl以星形机械连 接到彼此，所述连接机构将各个活塞的相应的一个连接杆均组合到可转动盘。连接机构Kl 固定活塞之间的相位关系。在β设计的情况下，两个活塞12、15串联地连接在共同的汽缸中，且借助于外部 连接机构Κ2彼此之间具有固定的90°的相位关系。在γ设计的情况下，两个活塞12、15设置成彼此之间成一角度，且在单独的汽缸 中运行。图3示出了用于滚筒式烘干机的威勒米尔热泵V2的另一个可选的实施例的图。滚 筒式烘干机23被设计成达到每分钟大约40g水的除湿输出。180-230m3/h的处理空气体积 流量被提供用于该目的，且这实现了小于120°C的进入滚筒5的进入温度和大约75°C的从 滚筒5出来的输出温度。与图2中的β设计类似，其中第一活塞12和第二活塞15相应地彼此机械连接， 且在共同的汽缸24中一个在另一个之后地运行。然而，与图2中的β设计相比，省去了连 接机构。相反，活塞12、15是自由活塞振动系统的部件。该实施例已经被证明对于滚筒式 烘干机特别有利，此外还因为安装空间从而被减小。第一“冷的”活塞12专门被设计成具有 4kg-5kg的质量，第二“热的”活塞15具有lkg-1. 5kg的质量。活塞12、15借助于活塞杆26 连接。连接弹簧(螺旋压缩弹簧)27置于活塞12、15之间的载荷路径中，所述弹簧的弹簧 常数在这种情况下为6N/mm-7N/mm之间。当威勒米尔热泵被从动力学方面考虑时，工作气 体体积例如与下面将更详细描述的活塞杆一起形成另一动力学弹簧元件(“气动弹簧”)。在图1中仍分离的温的工作体积空间相应地被组合成单个温的工作体积空间21。 在活塞12、15的活塞直径为100mm-150mm、活塞12、15的行程为30mm-50mm以及介质压力为 大约30巴-50巴的情况下，活塞12、15具有大约10Hz-15Hz的活塞频率。这些频率对于滚 筒式烘干机的操作范围是大致恒定的，尽管活塞行程可明显改变，这在下面针对图4更详 细地进行描述。而且，第二热交换器(处理空气加热器)相应地成两个子热交换器8A和8B的形 式。铝质热交换器6、8A和8B的氦气侧通道中的单个通道具有100mm-150mm的长度。根据 单个通道的直径，在此为1. 5mm-2. 5mm,冷的热交换器6和两个温的热交换器8A和8B分别 设有五百个到1000个通道。对于所需的传递输出，热交换器6、8A和8B的空气侧散热片被 设计成使由于热交换器6、8A和8B的流动损失小于250Pa。再生器13、16被设计成使具有80mm-150mm的直径的冷的再生器13的长度不超过 30mm-50mm (假定纤维直径为40 μ m-70 μ m)，热再生器16不超过80mm-120mm的长度(具有 50 μ m-100 μ m的纤维直径)。热泵V2的热的体积空间22在此处于500°C以上的温度水平。在正常操作过程中， 在冷凝器6中、处理空气入口侧，处理空气区域和工作气体区域之间的铝质隔离部的壁温 度、为70°C。在第一子加热器或子热交换器8A处，相应的壁温度为110°C -120°C，且在第二 子加热器或子热交换器8B处，相应的壁温度为120°C -130°C。驱动器17、18、19仅用于将系统启动到其操作状态，且可选地补偿摩擦损失。然 而，特别是在足够低的摩擦损失的情况下，也可省去驱动器。图4以俯视图示出了图3中的热泵V2的一种可能的实施方式。活塞12、15之间的机械连接特别是被设计成使固定到“热的”活塞15上的活塞杆26伸入到冷的活塞12中 且在其中终止于平面座或盖28。被构造成螺旋压缩弹簧的连接弹簧27位于平面座28上， 且在其相反侧靠触在冷的活塞12的端面上的内侧。特别是具有较高质量的冷的活塞12(在此为4kg_5kg)和较低质量的热的活塞 15 (在此为lkg-1. 5kg)的自由活塞振动系统的该设计产生以下令人惊讶的效果可有利地 特别有效地使烘干容量适配干燥度和/或装载量，这是因为冷的工作体积空间20与温的工 作体积空间21之间的温差随着载荷的降低和干燥度的增大而增大。活塞行程相应地被降 低，这样，热泵的烘干能力也被降低。这与现有的威勒米尔应用的所期望的先前的特性直接 矛盾，例如在这样的加热设备中在较高的温差的情况下，也寻求较高的热泵输出。成所谓的工作汽缸25的形式的体积空间元件在温的工作体积空间21的区域中固 定地固定到汽缸24的壁。工作汽缸25根据冷的柱塞12的位置或多或少地伸入冷的柱塞 12中。为此，冷的柱塞12具有相应的凹部(没有附图标记)，工作汽缸25在所述凹部中密 封地被传送(即，没有或仅具有轻微的或可忽略的由间隙引起的泄露)。冷的柱塞12的行 程运动相应地引起可用于威勒米尔过程的工作体积空间的变化。因此，执行用于补偿威勒 米尔热泵中的摩擦损失的(P，V)_操作。为了获得总体上的能量平衡，在这种情况下成设置 在工作空气通道中的加热元件10的形式的加热器必须比无损失的威勒米尔过程的情况更 强烈地被加热。由于从电流到热能转换的损失，在威勒米尔过程中使用加热器10乍看起来 不如例如用于史特林电机的直接的机电驱动有利。然而，与具有必需的齿轮机构且不会引 起任何热损失的驱动电机相比，使用加热元件10便宜和可靠得多。工作汽缸25的直径在40mm-50mm之间。活塞杆26被引导通过工作汽缸25。在体 积的意义上，工作汽缸25也看作是冷的柱塞12的活塞杆25。热交换器6、8A、8B相对于汽缸24侧向偏移，且沿着对应于处理空气的一直线(直 线地)一个设置在另一个之后。因此，热交换器6、8A、8B相对于柱塞12、15非对称地设置 (在一侧)。处理空气的传导以箭头表示，初始从滚筒出来的温暖的潮湿处理空气被引导通 过冷凝器6以进行冷凝，然后通过两个子热交换器8A和8B以进行加热。再生器13、16彼 此共线地设置，而且进一步侧向偏移地设置。因此，汽缸24、热交换器6、8A、8B以及再生器 的位置大致共面。处理空气传导使得可实现空气阻力的降低和安装空间优化的流动性能。 基本共面的设计对于活塞12、15、热交换器6、8A、8B和/或再生器13、16的非一条直线排列 的、例如轴向平行或成一角度的布置也是有利的。示出的设计与现有设计、例如加热设备明 显不同，其中，液体/液体热交换器通常围着工作体积空间、因此环绕着它们设置。大约90°的活塞12、15的相移还可借助于系统的弹簧常数(机械弹簧27或气动 弹簧)和活塞杆25、26的横截面的大小调节。在该过程中可考虑损失。图5示出了根据图3和图4中示出的威勒米尔结构的用于滚筒式烘干机的底部总 成结构29。底部总成结构29示出了冷凝器6、两个子热交换器8A和8B、工作气体通道9的 一部分、第一再生器13和第二再生器16以及汽缸14。示出的具有自由活塞振动系统的热 泵在安装空间方面被最小化，且不大于450x450mm。在与所述安装空间兼容的热泵的上述尺寸的情况下，以近似800W-1000W热量回 收可实现大约2000W-2500W的加热能力，以用于所需的除湿。具有A级能效的烘干处理以 这种冷凝容量实现。然而，附加的热交换器(未示出)用于满足冷凝速率。由于附加热交换器的冷却能力小于800W，因此它可以非常小且也可例如设置在底部总成结构中或门的区 域中。任何公知的合适设计的热交换器均可用于附加热交换器。附加热交换器例如可设置 在冷的热交换器与温的热交换器之间。然而，它也可在滚筒的下游和热泵的上游设置在处 理空气通道中，此时也例如充当棉绒过滤器。作为天然的、对环境无害的、不可燃烧且无毒的工作气体，氦气例如可用于所述的 热泵烘干机中。它在保持A级能效的同时与现有的冷凝烘干机具有相同的除湿输出。显然，本发明并不局限于所示的实施例。因此，作为自由活塞振动系统的替代方式，也可使用例如具有共同的连接机构K1、 K2和K3的根据图2中所示的α，β或Y基本形式的连接机构。连接机构可设置到活塞 汽缸的外部或设置在工作气体体积空间中。因此，活塞的成一角度的布置、特别是成90°的 布置可例如利用中心连接机构提供。另一方面，活塞的成一角度的布置形式使得在热交换器和再生器的定位的情况下 空气传导更复杂，但使得附加热交换器可更容易地容纳在底部总成结构中。如果热泵的尺寸以与烘干机的满载的稳定操作对应的活塞频率设计，则在欠载的 情况下实现稳定阶段或烘干可能是有问题的。为了避免此点，摩擦损失借助于通过连接机 构的速度调节的驱动器补偿，且活塞频率被调节到非稳定的操作和具有部分负载的操作。 因此，热泵在不同的操作状态下均以最优的工作点操作。示例性地，也可使用用于固定活塞在活塞壳体中的位置的附加弹簧(例如，机械 弹簧或气动弹簧)。处理空气风扇也可设置在处理空气通道中的不同位置处，例如处理空气进入滚筒 的紧前处或处理空气加热器的上游。例如氢气也可代替氦气用作环境友好的工作气体。家用器具例如可被设计成独立的烘干机或洗涤烘干机或例如成洗碗机的形式。附图标记列表1家用器具2 一桶衣物3处理空气通道4 风扇5洗涤滚筒6第一热交换器，冷凝器7水分分离器8第二热交换器，加热器8Α第一子加热器8Β第二子加热器9工作气体通道10用于工作气体的加热器11第一汽缸12第一活塞13第一热蓄积器，第一再生器
14第二汽缸15第二活塞16第二热蓄积器或第二再生器17第一线性驱动器18第二线性驱动器19控制器20冷的工作体积空间21温的工作体积空间22热的工作体积空间23滚筒式烘干机24 汽紅25工作汽缸26连接杆27弹簧元件28平面座29底部总成结构Vl威勒米尔热泵V2威勒米尔热泵
1权利要求
一种用于借助于处理空气流烘干潮湿物品(2)的家用器具(1；23)，所述处理空气流可在处理空气通道(3)中传导，所述处理空气流流过 包括物品(2)的处理腔室(5)， 冷却组件(6，7)，所述冷却组件用于在处理空气流(3)通过处理腔室(5)之后冷却和冷凝处理空气流(3)，冷却组件(6，7)具有第一热交换器(6)，来自处理空气流的热量可借助于所述第一热交换器(6)供给到工作流体，以及连接在下游的 加热组件(8；8A；8B)，所述加热组件用于在所述处理空气流流过处理腔室(5)之前加热所述处理空气流，所述加热组件(8)具有第二热交换器(8)，来自工作流体的热量可借助于所述第二热交换器供给到所述处理空气流，其特征在于， 工作流体在热泵(V1；V2)中传导，所述热泵根据再生气体循环过程操作，且具有至少两个柱塞(12，15)，以及 柱塞(12，15)中的至少两个被机械连接。
2.如权利要求1所述的家用器具(1；23)，其特征在于，再生气体循环过程包括威勒米 尔气体循环过程。
3.如权利要求1或2所述的家用器具(1;23)，其特征在于，柱塞(12，15)中的两个被 构造成自由活塞振动系统的部件。
4.如权利要求3所述的家用器具(1；23)，其特征在于，柱塞(12，15)经由弹簧元件 (27)连接。
5.如权利要求4所述的家用器具(1；23)，其特征在于，弹簧元件(27)具有3N/mm-15N/ mm、特别是6N/mm-7N/mm的弹簧参数。
6.如权利要求4或5所述的家用器具(1；23)，其特征在于，弹簧元件(27)被接收在第 一冷的柱塞(12)中。
7.如权利要求3-6中任一所述的家用器具(1；23)，其特征在于，第一冷的柱塞(12)具 有3kg-6kg、特别是4kg-5kg的重量。
8.如权利要求3-7中任一所述的家用器具(1；23)，其特征在于，第二热的柱塞(15)具 有lkg-2kg的重量。
9.如权利要求3-8中任一所述的家用器具(1；23)，其特征在于，柱塞(12，15)的活塞 直径为 75mm-200mm，特别是为 100mm-150mm。
10.如权利要求3-9中任一所述的家用器具(1；23)，其特征在于，柱塞(12，15)的活塞 行程为25mm-75mm，特别是为30mm-50mm。
11.如权利要求3-10中任一所述的家用器具(1;23)，其特征在于，作用在柱塞(12， 15)上的中等压力为20巴-75巴，特别是为30巴-50巴。
12.如权利要求3-11中任一所述的家用器具(1；23)，其特征在于，第一冷的柱塞(12) 具有用于至少部分接收结构体(25)的凹部，所述结构体固定地设置在工作体积空间(21) 中，且所述结构体(25)根据冷的柱塞(12)的行程伸入到所述凹部中。
13.如权利要求12所述的家用器具(1；23)，其特征在于，结构体(25)具有圆柱形基本 形状，特别是具有25mm-75mm、尤其是40mm-50mm的直径。
14.如权利要求1或2所述的家用器具，其特征在于，柱塞(12，15)借助于连接机构(K1 ；K2 ；K3)连接到彼此。
15.如权利要求14所述的家用器具，其特征在于，连接机构可从外部驱动。
16.如权利要求15所述的家用器具，其特征在于，连接机构可以速度受控的方式被驱动。
17.如前面权利要求中任一所述的家用器具(1；23)，其特征在于，柱塞(12，15)在共同 的汽缸(24)中运行。
18.如前面权利要求中任一所述的家用器具(1；23)，其特征在于，柱塞(12，15)共线地 运行。
19.如前面权利要求中任一所述的家用器具(1；23)，其特征在于，活塞(12，15)设置在 底部总成结构(29)中。
20.一种用于借助于处理空气流烘干潮湿物品(2)的方法，所述处理空气流在处理空 气通道中传导，所述处理空气流流过包括物品(2)的处理腔室(5)；冷却组件(6，7)，所述 冷却组件用于在处理空气流通过处理腔室(5)之后冷却处理空气流(3)和从处理空气流中 冷凝水分；以及加热组件(8)，所述加热组件用于在处理空气流流过处理腔室(5)之前加热 处理空气流，来自处理空气流的热量供给到冷却组件(6，7)中的工作流体，来自工作流体 的热量供给到加热组件(8，9)中的处理空气流，其特征在于，工作流体以再生气体循环过程传送，所述工作流体驱动彼此机械连接的至少两个柱塞 (12，15)。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，再生气体循环过程包括威勒米尔气体循 环过程。
22.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，柱塞(12，15)作为自由活塞振动系 统的部件移动。
23.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，柱塞(12，15)借助于连接机构(K1； K2 ；K3)、特别是以速度受控的方式被驱动。
全文摘要
本发明涉及一种用于借助于处理空气流烘干潮湿物品(2)的家用器具(1，23)，所述处理空气流可在处理空气通道(3)中传导，所述处理空气流流过包括物品(2)的处理腔室(5)和冷却组件(6，7)，所述冷却组件用于在处理空气流(3)通过处理腔室(5)之后冷却和冷凝处理空气流。冷却组件(6，7)具有第一热交换器(6)，来自处理空气流的热量可借助于所述第一热交换器(6)供给到工作流体，加热组件(8；8A；8B)连接在冷却组件的下游，用于在所述处理空气流流过处理腔室(5)之前加热所述处理空气流，所述加热组件(8)具有第二热交换器(8)，来自工作流体的热量可借助于所述第二热交换器供给到所述处理空气流。工作流体在热泵(V1；V2)中传导，所述热泵根据再生气体循环过程操作，且具有至少两个柱塞(12，15)。
文档编号D06F58/20GK101952501SQ200980105732
公开日2011年1月19日 申请日期2009年2月11日 优先权日2008年2月19日
发明者A·施托尔策, H-D·屈尔 申请人:Bsh博世和西门子家用器具有限公司