专利名称：干衣机的制作方法
技术领域：
本发明涉及干衣机，且更具体地，涉及具有热泵和热交换装置的干衣机，干衣机能够通过对应于热泵的容量最大限度地回收废热来提高能效、能够通过防止压缩机和热交换装置过热来增加可靠性并能够缩短干燥时间。
背景技术：
通常，干衣机用来通过将已经完全清洗并脱水的衣物引入盛水桶(滚筒)内来使衣物干燥，并通过将热空气供应到盛水桶内来蒸发衣物的水分。供应到盛水桶内的热空气与衣物的水分一起排放出去。这种高温潮湿空气可通过各种方式处理。根据处理高温潮湿空气的方法，可对干衣机分类。
更具体地，干衣机可分成冷凝式干衣机，其通过使高温潮湿空气经过循环但不向外排放，而在干衣机内的热交换器中进行热交换以冷却潮湿空气，来使空气中包含的水分冷凝；以及排出式干衣机，其将经过滚筒的高温潮湿空气排放到外部。这种干衣机将以排出式为例简要说明。图I是根据现有技术的排出式干衣机的示意图。该干衣机包括本体I，在其前表面上具有门2 ;盛水桶3，其可旋转地安装在本体I中，并具有多个从内圆周表面伸出的提升器4 ;驱动装置，其构造为向盛水桶3提供旋转力；加热器5，其构造为通过将吸入的外部空气加热到高温来产生热空气；吸入管道7，其与盛水桶3的后侧相通，并构造为将加热器5产生的热空气引导到盛水桶3的内侧；棉绒管道(lint duct)8，其与盛水桶3的前侧相通，并构造为在干燥操作之后将排出的潮湿空气引导至排出管道15 ;以及鼓风机13，其安装在棉绒管道8的后侧，并构造为产生吹力。在棉绒管道8的入口安装有过滤器14，过滤器14构造为过滤异物，例如来自从盛水桶3排放的空气的灰尘或绒毛。用于使盛水桶3旋转的驱动装置由电机10、联结到电机10的主动带轮11、和连接到主动带轮11并围绕盛水桶3的外圆周表面的传动带12组成。一旦主动带轮11因电机10的旋转而旋转，则绕在主动带轮11上的传动带12就旋转，从而使盛水桶3旋转。以下将说明干衣机的干燥操作。首先，需干燥的物体(例如衣物)被引入盛水桶3内。然后，执行干燥操作，以使加热器5和电机10运转，并使盛水桶3和鼓风机13旋转。随着鼓风机13的运转，外部空气被吸入，进而被加热器5加热。然后，被加热的空气通过吸入管道7而被强力引入正在旋转的盛水桶3内。然后，引入盛水桶3内的被加热空气通过蒸发衣物的水分来干燥衣物，并随后经过棉绒管道8和排出管道15在潮湿状态下被排出。
发明内容
技术问题通常，排出式干衣机的优点是由于加热器快速加热而缩短了整个干燥时间，而且能够大量制造。然而，因为引入的空气仅由加热器来加热并且随后排出，所以排出式干衣机具有例如能耗量大的缺点。更具体地，在盛水桶的干燥操作中，没有利用而损失掉的能量相当于全部能量的309Γ40%，而通过排出管道排放掉的能量相当于全部能量的80%。这会导致大量能量浪费。为了解决这种能量的浪费，热交换装置可被用来回收部分浪费的能量。然而，在此情况下，热交换装置可因容量的限制而过热。此外，可另外安装风扇，以便通过供应大量空气来提高热交换效率。尤其是用作热交换装置的热泵中所使用的压缩机可能过热。在压缩机过热的情况下，可能降低干燥机的可靠性，并可能降低制冷剂的压缩效率。这可能降低整体热交换效率。另一方面，冷凝式干衣机具有的优点是，不需要向外排气的排出管道而且能效高。然而，冷凝式干衣机的缺点是，因为部分地回收利用的废热是随着空气被供应到盛水桶内的，所以热交换装置的设计根据性能或容量而受到限制、干燥时间长而且不容易大量制造。尤其在干燥时间方面，冷凝式干衣机花费的时间多于排出式干衣机约三倍。
技术方案因此，本发明的目的是提供一种干衣机，其具有用于缩短干燥时间并防止浪费能量的热泵，该干衣机能够通过对应于热泵的容量最大限度地回收废热来减少被浪费能量的量值，并且能够防止热泵上发生过载。本发明的另一目的是提供一种干衣机，其能够防止热泵的压缩机过热，并且能够使用相同的压缩机来回收废热。本发明的又一目的是提供一种干衣机，其能够提供大体积空气以便提高热泵的效率。本发明的还一目的是提供一种干衣机，其能够通过提高能效来减少能耗，并且能够改进可靠性。为了实现这些及其他优点并根据本发明的目的，如本文具体地和概括地描述的，提供一种干衣机，其包括本体；盛水桶，可旋转地安装在本体中；吸入管道，安装在本体上，并构造为吸入外部空气且将外部空气供应到盛水桶内；排出管道，构造为将已经经过盛水桶的空气排放到本体的外部；以及热泵，具有热交换装置，该热交换装置用于通过与经过排出管道的空气进行热交换来回收废热；其中，经由排出管道排出的部分空气与热泵的热交换装置进行热交换。热泵可包括第一热交换器，其安装在吸入管道的流路上并构造为加热吸入的空气；第二热交换器，其安装在排出管道的流路上并构造为冷却被排出空气；以及压缩机和膨胀器，其通过多个管件连接在第一热交换器与第二热交换器之间，并组成热泵；其中，经由排出管道排出的部分空气与第二热交换器进行热交换。在第一实施例的构造下，可从盛水桶排出的部分高温潮湿空气中吸收仅处于热泵的容量范围内的废热，而剩余的高温潮湿空气可被排放到外部。这样能够减少被浪费能量的量值，并防止热泵发生过载。因此，能够降低能耗，并能够增强热泵的操作的可靠性。干衣机可还包括加热器；加热器布置在吸入管道的第二热交换器的下游侧，并构造为加热被供应到盛水桶内的空气。加热器可实施为将大量热能迅速供应到盛水桶内，并稳定地操作热泵。第一实施例可具有各种更改的示例。
排出管道可设定成其横截面大于第二热交换器的横截面。还可设置有一个或多个流量控制装置，以便控制排出管道的横截面大于第二热交换器的横截面的部分上的流量。在此构造下，只有部分的被排出空气可被用来回收废热。因此，不需要额外装置，只有经过排出管道的对应于第二热交换器的横截表面的那部分的空气可进行热交换，而经过排出管道的除了对应于第二热交换器的横截表面的那部分之外的剩余空气可不经热交换被排出。干衣机可还包括旁路管道，旁路管道的一端与排出管道的第二热交换器的上游侧相通，另一端与本体的外部相通。旁路管道可设有流量控制装置。在此构造下，可设置另一管道，该另一管道用于对应于能够被热泵处理的空气的量而控制参与热交换的空气的量值。干衣机可还包括控制器，控制器可控制流量控制装置，使得经过第二热交换器的 制冷剂的温度处于预定范围内。而且，控制器可确定在热泵维持正常状态的范围内，与第二热交换器进行热交换的空气的流量。在第一方案中，可更有效地控制流量，以稳定地操作热泵。通常，热泵可受到用于吸热和放热的制冷剂的操作温度的影响。而且，当制冷剂处于预定温度范围内时，热泵可正常地操作，但当制冷剂不处于预定温度范围内时，热泵可能操作异常。在该实施例中，可通过流量控制装置来控制经由热泵的蒸发器向制冷剂传热的高温潮湿空气的量值，由此正常地操作热泵。根据本发明的第二实施例，干衣机可还包括循环管道；循环管道从排出管道分支出并构造为通过循环将经过排出管道的部分空气重新供应到盛水桶内。热泵可包括用于冷却空气的第二热交换器和用于加热空气的第一热交换器，这些热交换器顺序地安装在由循环管道构成的流路上；以及压缩机和膨胀器，压缩机和膨胀器通过多个管件连接在第一热交换器与第二热交换器之间，并组成热泵，其中，经过循环管道的空气与位于第一热交换器的上游侧的压缩机进行热交换。经过排出管道而没有经过循环管道上的流路的部分空气可排放到本体的外部。在第二实施例的这种构造下，可从盛水桶排出的部分高温潮湿空气中吸收仅处于热泵的容量的范围内的废热，而剩余的高温潮湿空气可向外排。这样能够减少被浪费能量的量值，并能够防止热泵过载。因此，能够降低能耗，并且能够增强热泵的操作的可靠性。在第二实施例中，热交换装置能够防止热泵上设置的压缩机过热，并且能够回收压缩机的废热。这样能够减少被浪费能量的量值，并防止热泵过载。因此，能够降低能耗，并且能够增强热泵的操作的可靠性。此外，大体积空气可通过循环管道的循环流路被传送到盛水桶。这样能够提高干衣机的干燥效率。第二实施例的干衣机还可包括加热器；该加热器安装在吸入管道处，并构造为加热吸入的空气。通过吸入管道引入盛水桶内的空气可在盛水桶中与由循环管道供应的空气混合。吸入管道和循环管道可在加热器的下游侧彼此接触，并可在吸入管道和循环管道的流路彼此分离的状态下连接到盛水桶，以便防止彼此相通。可选地，吸入管道和循环管道可在加热器的下游侧彼此相通，并可将上述那些流路上流动的空气混合物引入盛水桶内。第二实施例可在仅利用通过循环管道加热的空气难以供应大量热能时，提供各种更改示例来额外地供应由加热器加热的空气。压缩机可构造为使得其表面暴露于循环管道内的流路上。可选地，压缩机可位于循环管道外，以便与循环管道内的空气进行热交换。根据第一实施例和第二实施例的干衣机各自可还包括鼓风机，该鼓风机设置在加热器的上游侧。根据本发明的第三实施例，根据第一实施例和第二实施例的干衣机各自可还包括传热装置，该传热装置安装在第一热交换器的下游的空气与压缩机之间。传热装置可实施为加热管。传热装置可包括第一散热器，其接触压缩机的表面；以及第二散热器，其布置在第一热交换器的下游侧，并且表面上具有多个传热鳍片。当压缩机的表面温度超过预定值时，第一散热器可从压缩机吸热，并且第二散热器可向第一热交换器的下游侧的空气放出所吸收的热量。另一方面，当压缩机的表面温度低于预定值时，第二散热器可从第一热交换 器的下游侧的空气中吸热，并且第一散热器可向压缩机传热以预热压缩机。在第三实施例中，通过第一热交换器的下游侧的空气与压缩机之间的传热装置可进行传热。这样能够回收废热从而提高能效，并且防止压缩机过热。因此，能够降低能耗，并且能够增强压缩机的操作的可靠性。在第三实施例中，不但能够回收废热来加热空气，而且还能够预热压缩机，以在干衣机开始操作时平稳地操作压缩机。有益效果本发明可具有以下优点。第一，可从盛水桶排出的高温潮湿空气中吸收仅处于热泵的容量的范围内的废热，而剩余的高温潮湿空气可排放到外部。这样能够减少被浪费能量的量值，并且能够防止热泵上发生过载。因此，能够降低能耗，并且能够增强热泵的操作的可靠性。第二，热交换装置能够防止热泵上设置的压缩机过热，并且能够回收压缩机的废热。这样能够减少被浪费能量的量值，并且能够防止热泵上发生过载。第三，能够供应干燥操作所需的大体积空气。这样能够提高干衣机的能效。第四，能够通过位于压缩机与供应到盛水桶内的空气之间的传热装置进行传热。这样能够回收废热来提高能效，并防止压缩机过热。因此，能够降低能耗，并且能够增强压缩机的操作的可靠性。第五，废热不但可被回收来加热空气，而且还可预热压缩机，以在干衣机开始操作时平稳地操作压缩机。本申请的进一步应用范围将从下文给出的详细描述变得显而易见。然而应理解，详细描述和特定示例在表示本发明的优选实施例时仅作为说明给出，因为本发明的精神和范围内的各种改变和更改将从详细描述变得对本领域技术人员明显。
图I是根据现有技术的干衣机的示意图；图2是根据本发明的第一实施例的干衣机的示意图；图3是根据本发明的第一实施例的干衣机的热泵的示意图4是根据本发明的第一实施例的干衣机的空气流路的示意图；图5是示出根据本发明的第一实施例的干衣机的热回收的图表；图6和图7是示出根据本发明的第一实施例的干衣机的各种更改的示意图；图8是根据本发明的第一实施例的干衣机的控制器的示意图；图9至图11是示出通过图11的控制器控制空气流量的示意图；图12是根据本发明的第二实施例的干衣机的示意图；图13和图14是根据本发明的第二实施例的干衣机的空气流路的示意图； 图15和图16是根据本发明的第二实施例的干衣机的局部放大立体图；图17是根据本发明的第二实施例的压缩机的立体图；图18是根据本发明的第三实施例的干衣机的内部的立体图；图19是根据本发明的第二实施例的干衣机的热泵的放大立体图；以及图20是根据本发明的第二实施例的热泵、传热装置的示意图。
具体实施例方式实施本发明的最佳模式提供一种干衣机，其包括本体；盛水桶，可旋转地安装在本体中；吸入管道，安装在本体上，并构造为吸入外部空气且将外部空气供应到盛水桶内；排出管道，构造为向本体外排出已经经过盛水桶的空气；以及，热泵，具有热交换装置，该热交换装置用于通过与经过排出管道的空气进行热交换来回收废热，其中，经由排出管道排出的部分空气与热泵的热交换装置进行热交换。本发明的模式参照附图，现在将详细地给出示意性实施例的描述。为了参照附图描述简要起见，相同或等同的部件将被给予相同的附图标记，并将不再重复其描述。第一实施例参照图2，本发明的干衣机包括本体100，本体构成干衣机的外观；以及盛水桶110，盛水桶可旋转地安装在本体100中。盛水桶110被支撑，从而能够通过布置在前侧和后侧的支撑件(图中未示)而旋转。在盛水桶的后侧，沿盛水桶的从本体的下部延伸的上下侧方向安装有吸入管道120。吸入管道120安装在本体中，并构造为吸入外部空气，而且将吸入的外部空气供应到盛水桶内。通过该吸入管道形成吸入流路201、202，吸入盛水桶内的空气流经吸入流路
201,202ο通过吸入管道120吸入的空气是从本体的外部引入的。更具体地，外部空气可通过本体的底部表面或侧表面上形成的入气口被引入干衣机内。如果空气是从本体的外部吸入的，则能够稳定地供应冷的外部空气。这可使热泵(稍后说明)稳定地操作。此外，与本体内的空气被重新使用情况相比，这样能够更有效地防止热交换器因诸如绒毛之类的异物而受到污染。当从形成于本体的下部的入气口吸入外部空气时，空气是沿重力方向的反向被吸入的。因此，如果空气流动在干衣机不使用时停止，则异物自由下落，且因此被自然去除。此外，因为本体的下部平行地安装有第一热交换器(稍后说明)，所以提高了空间利用度。为了顺利吸入，可在吸入管道上设置有附加鼓风机185。即当热泵(稍后说明)的容量大时，需要冷却冷凝器(第一热交换器)以防止过热。这里，附加鼓风机185用来增大所吸入的通过与冷凝器进行热交换来冷却冷凝器的空气量。然而，当热泵的容量不大时，可能不需要附加鼓风机185。在吸入管道处设置有第一热交换器130,第一热交换器用于加热被吸入空气。在第一实施例中，第一热交换器130表示冷凝器。在吸入管道内安装有加热器170以及第一热交换器130，该加热器用于将吸入的空气加热到干燥操作所需高温。加热器170迅速地将大量热能供应到盛水桶内，并用来供应大量热能以使得热泵在正常状态稳定地操作。稍后将说明加热器170的细节。引入盛水桶内的空气203通过第一热交换器、或第一热交换器和加热器170而被加热，由此转化成具有约15(Γ250度的温度的高温干燥空气。这种在高温状态下引入盛水桶内的空气被用来干燥衣物，然后被引入布置在盛水桶的前下部204的前管道(图中未 示)内。然后，空气经过棉绒过滤器(图中未示)(205)，随后经由排出管道排到本体的外部
(206)。排出管道140设有排出流路204、205和206，排出流路204、205和206用于将从盛水桶排放的热空气向外排出。这些排出流路204、205和206可设有鼓风机180，鼓风机180用于将空气吸入盛水桶内并将空气强力吹到干衣机的外部。在排出管道处安装有第二热交换器135，第二热交换器135用于冷却被排出空气。第二热交换器135实施为蒸发器。如图3所示，干衣机通过进一步包括膨胀器160和压缩机150而构成热泵，膨胀器160和压缩机150分别安装在第一热交换器130与第二热交换器135之间。即第一热交换器130、膨胀器160、第二热交换器135和压缩机150通过多个管件彼此顺序地连接，由此构成一个热泵。在热泵处，制冷剂在蒸发器(第二热交换器)中与从盛水桶排放的中等温度的潮湿空气进行热交换，由此转化成低温低压的气体状态。在压缩机处，制冷剂被压缩到高温高压的气体状态。在第一热交换器处，制冷剂与从吸入管道被引入盛水桶内的冷气进行热交换，由此转化成低温高压的液体状态。而且，制冷剂在膨胀器处膨胀，由此转化成低温低压的液体状态。因此，制冷剂与经由排出管道排放的中等温度的潮湿空气进行热交换，由此吸收废热。结果，经由排出管道排放的空气被冷却，从而在低温和低湿度的状态下排放到本体之外。如图4所示，通过排出管道140排出的部分空气与第二热交换器135进行热交换。即只有部分的通过排出管道140排出的空气与第二热交换器135进行热交换，而剩余的空气没有进行热交换即被排出。如图5中的曲线所示，从由盛水桶排放的部分的高温潮湿空气中，被第二热交换器吸收的仅是处于热泵的容量内的废热。而且，剩余的那部分空气被排放至外部。这可减少被浪费能量的量值，并可防止热泵上发生过载。更具体地，引入盛水桶并用于干燥操作的空气不被重新使用，而是排出到干衣机之外。而且，热泵仅用来从被排出空气中吸收废热，并将所吸收的废热供应到吸入的空气。通常，引入干衣机内的热能只有约20%被用来进行干燥操作，而约80%不用来进行干燥操作。因此，通过使用热泵来吸收废热。在本实施例中，设有用于最优化热泵的装置，以便防止发生过载。在热泵的情况下，制冷剂在适当的温度和压力下必须通过相变来进行热交换。为此，使用了热交换器、压缩机、膨胀器等。为了回收大量的热，热交换器或压缩机不得不具有大尺寸。然而，由于普通干衣机的空间限制，热交换器、压缩机等的尺寸是受限的。此外，即使热交换器大且热交换面积大，干燥效率也可能因为空气的流路阻力增大而降低。在本发明中，考虑到热交换器或压缩机的尺寸而优化热泵，由此回收约209Γ50%的废热。即供应的全部热能中只有约169Γ40%通过使用热泵而回收，由此再供应到吸入的空气内。
如前所述，在吸入管道内安装有用于将吸入的空气加热到干燥操作所需的高温的加热器170，还安装有第一热交换器130。这样就能够让热能连续地补充到吸入空气中。如果考虑到热交换器或压缩机的尺寸来优化热泵，以便回收约209Γ50%的废热，则供应的全部热能中只有约16°/Γ40%被回收而重新供应到吸入的空气内。在本发明中，因为加热器170被用来连续地补充热能，所以能够缩短干燥时间。在热泵的情况下，制冷剂在适当的温度和压力必须通过相变来进行热交换。为此，不得不供应量值足够的热能。另外，可能发生制冷剂的液体压缩等情况。这会造成不稳定操作的周期，从而降低周期的可靠性。因此，优选的是，加热器170向被吸入盛水桶内的空气补充热能，以使得热泵能够在正常状态下稳定操作。图5示出废热根据时间的回收率。参照图5，所供应的全部热能可与回收的热能比较。在过去一定时间后，供应的热能约为5000W，废热约为4400 (图中未示)，而回收的热能约为150(Tl800W。因此，全部废热的约3(Γ40%被回收。蒸发器越大，则被回收的废热越多。然而，在此情况下，热泵可发生过载，并且热泵可占据干衣机的较大空间。因此，在本发明中，热泵被优化，以仅在热泵容量的范围内回收废热。与传统技术构造相比，这种构造能够降低能耗并且能够增强热泵的操作的可靠性。如图6所示，排出管道140可具有比第二热交换器135的横截面更大的横截面。因此，穿过排出管道140的横截面的空气中，仅有穿过与第二热交换器的横截表面对应的那部分横截面的空气参与热交换；而穿过排出管道140的比第二热交换器的横截面大的那部分横截面的空气则被排放到外部，不参与热交换。在此构造下，部分的排放到外部的空气可被回收，而无需使用额外的设备来回收部分的排放到外部的空气并将剩余的空气排放到外部。干衣机可还包括一个或多个流量控制装置，该一个或多个流量控制装置用于控制排出管道的横截面大于第二热交换器的横截面的部分上的流量。阻尼器可被用作流量控制装置。这样能够更有效地控制流量。更具体地，如图9至图11所示，阻尼器143a、143b (流量控制装置)分别设置在第二热交换器的上侧和下侧。图9示出所有的阻尼器关闭的情况，图10示出其中一个阻尼器关闭的情况，而图11示出所有阻尼器打开的情况。参照图9，所有被排出空气均经过第二热交换器。图9的状态可在热泵能够充分地吸收废热时实施。然而，在此情况下，可增大排出管道上的流路阻力，以防止整体气流过大。因此，排放的空气体积有限，从而约束了吸入的空气体积。这样能够减小冷凝器(用于散发热量的第一热交换器)的热辐射。此外，可增大热泵的高压侧的压力，而且可降低压缩机的效率。即因为冷却冷凝器(一个加热源)的吸入空气量减少，热泵可能不能稳定地操作。此夕卜，如果吸入的空气量不足，则供应到盛水桶内的热能也会不足。这样就会延长干燥时间并增大能耗，由此降低干衣机的效率。图10示出，当干衣机的效率在图9的状态下降低时，通过部分地打开阻尼器(流量控制装置)，来增大排放到外部而不经过第二热交换器的空气量的操作。参照图10，上阻尼器143a打开，而下阻尼器143b关闭，反之亦然。当与图9的操作比较时，图10中不经过第二热交换器被直接排放到外部的空气量增大。在图10中，通过减小排出管道上的流阻并通过增大吸入的空气量，来更稳定地操作热泵。图11示出通过进一步打开下阻尼器143b，而与图10的状态相比，更进一步地增大直接排出而不经过第二热交换器的空气量的操作。因此，在图11中，通过减小排出管道上的热阻并通过增大吸入的空气量，来更稳定地操作热泵。
根据干衣机的操作状态应用图9至图11的操作之一。例如，当干衣机处于初始操作状态时，热泵也处于初始操作状态，因此吸收大量的废热。因此，即使与第二热交换器进行热交换的被排出空气量大，周期也稳定。因此，图9的操作是优选的。然而，如果随着干衣机的操作时间(持续时间)增加，大负载施加到热泵上，则需要减小与第二热交换器进行热交换的被排出空气的热交换量，以稳定周期。因此，图10或图11的操作是优选的。在这个优选实施例中，利用流量控制装置143a、143b来更稳定地操作干衣机。在这个优选实施例中，阻尼器布置在第二热交换器的上侧和下侧。然而，本发明不限于此。即只要阻尼器构造为控制经过排出管道的空气的流量，则阻尼器可布置在左侧和右侧，或右侧、左侧、上侧和下侧。如图7所示，作为排出管道的更改示例，干衣机可进一步包括旁路管道145，旁路管道145的一端在排出管道处与第二热交换器的上游侧142相通，另一端与本体的外部相通。实施旁路管道145为的是对应于能够被热泵处理的空气量来控制参与热交换的空气量。因此，旁路管道145设有流量控制装置146。流量控制装置可实施为阻尼器。通常，阻尼器指的是用于通过被手动地打开或关闭或由控制器被打开或关闭，来控制经过排出管道的空气流量的装置。通常，热泵受到用于吸热和放热的制冷剂的操作温度的影响。因此，在制冷剂处于预定温度范围内时，热泵正常操作，反之亦然。在这个优选实施例中，通过借助流量控制装置来控制经由热泵中的蒸发器向制冷剂传热的高温潮湿的空气量，使热泵正常操作。如图8所示，在这个优选实施例中，干衣机可还包括控制器190。控制器190构造为控制流量控制装置143a、143b和146，使得经过第二热交换器的制冷剂能够处于预定的温度范围内。例如，如图8所示，控制器190电连接到被安装在蒸发器处的传感器136和用于致动流量控制装置的致动器147。在该构造下，控制器190控制传感器136以测量经过蒸发器的制冷剂的温度，并对应于测量到的制冷剂的温度操作致动器147。如前所述，热泵通常受到用于吸热和放热的制冷剂的操作温度的影响。因此，在制冷剂处于预定温度范围内时热泵正常地操作，反之亦然。
在这个优选实施例中，通过借助流量控制装置来控制经由热泵的蒸发器向制冷剂传热的高温潮湿的空气量，使热泵正常操作。因此，在热泵维持正常状态的范围内，没有接触第二热交换器而被排出的空气量通过控制器来确定。第二实施例在下文中，将省略关于第二实施例中与第一实施例相同的那些构造和部件的描述。参照图12，本发明的干衣机包括本体300，其构成干衣机的外观；以及盛水桶310，其可旋转地安装在本体300中。在盛水桶的后侧，在本体中沿盛水桶的上下侧方向安 装有吸入管道370。吸入管道370构造为吸入外部空气，而且将吸入的外部空气供应到盛水桶内。借助吸入管道形成被吸入盛水桶内的空气所流经的吸入流路。通过吸入管道吸入的空气是以与循环管道320 (稍后说明)所供应的空气分离的方式，从本体的外部被引入的。在吸入管道370内安装有加热器380，加热器380用于将吸入的空气加热到干燥操作所需的高温。加热器380通过接受电能来迅速地将足够量的热能供应到盛水桶内，并用来供应大量热能，使得热泵在正常状态下稳定操作。在此构造下，干燥操作所需的热能能够在短时间内即得到充足供应。这样能够缩短干燥时间。也就是说，因为仅利用由循环管道(稍后说明)形成的循环流路上的空气不能供应充足的热能，所以在短时间内额外的热能被供应。引入盛水桶的空气可通过由循环管道320形成的循环流路，按照与吸入流路所供应的空气分离的方式来供应。循环管道320安装在本体处，并将从盛水桶排放的空气重新供应到盛水桶内进行循环。引入盛水桶的空气被用来干燥衣物，然后被引入位于盛水桶的前下部的前管道(图中未示)内。然后，空气顺序地经由棉绒过滤器(图中未示)和排出管道360排放到本体的外部。这里，通过从排出管道360分支出的循环管道320而被排出的部分空气重新供应到盛水桶内。在循环管道的循环流路上可设置有鼓风机321，该鼓风机用于将空气吸入盛水桶内并将所吸入的空气强力吹到干衣机的外部。在由循环管道形成的循环流路上顺序地安装有第二热交换器330和第一热交换器340。第二热交换器表示蒸发器，而第一热交换器表示冷凝器。蒸发器330和冷凝器340属于热交换器的类型，并且构造为如同在第一实施例中那样，在热泵中流动的制冷剂与循环流路上的空气之间进行热交换。引入盛水桶的空气通过吸入流路上的加热器380、或循环流路上的第一热交换器340而被加热，由此转化成具有约15(Γ250度的温度的高温干燥空气。这种在高温状态引入盛水桶内的空气被用来通过接触物体，而使要被干燥的物体中的水分蒸发，然后排放到盛水桶的外部。为了通过循环重新使用空气，必须将空气冷却以从空气中移除水分。因此，循环流路上的空气通过与第二热交换器330进行热交换而被冷却。为了将通过蒸发器330 (第二热交换器)而被冷却的空气重新供应到盛水桶内，空气必须被加热以具有高温。此时，由冷凝器340 (第一热交换器)来进行加热。以下将省略关于热泵的详细描述，因为详细描述已在第一实施例中给出。在第一实施例中，热泵包括蒸发器330 (第二热交换器)、冷凝器340 (第一热交换器)、压缩机350和膨胀器(图中未示)。
图13和图14示出与热泵进行热交换的空气的流路。更具体地，在图13和图14中，使蒸发器(第二热交换器)、压缩机、冷凝器(第一热交换器)彼此连接的线路并不表示制冷剂流路，而表示空气流路。这些线路表示热交换是随着空气相继接触蒸发器等而进行的。更具体地，如图15和图16所示，在循环管道320所形成的循环流路(由图15的箭头表示)上顺序地形成第二热交换器330、压缩机350和第一热交换器340。如图13和图14所示，循环流路上的空气与热泵进行热交换。也就是说，循环流路上的空气通过与蒸发器进行热交换而放热，并通过与冷凝器进行热交换而吸热。因此，循环流路上的空气重新吸收所放出的热量。参照图13和图14，循环流路上的空气在冷凝器340的上游侧与压缩机350进行热交换。通常，热泵是通过蒸发器与冷凝器(热交换器)来进行热交换的。然而，在这个优选实施例中，循环流路上的空气与压缩机进行热交换，使得散放到空气中的废热能够再次被压缩机吸收。更具体地，如图15和图16所示，压缩机可构造成使得其表面能够暴露于循环管道内的循环流路。参照图15和图16,压缩机350的一个或多个侧表面暴露于循环管道320中形成的循环流路。如图17所示，在压缩机的表面可设置有一个或多个辐射鳍片355。在此构造下，压缩机的废热能够被更有效地回收，而且压缩机可具有较低温度。这能够增强热泵的可靠性和效率。压缩机350可布置在循环管道外，以便与循环管道内的空气进行热交换。在此构造下，压缩机的表面和循环管道的外侧表面可处于彼此接触的状态，或者可额外地在此安装有热交换装置。空气通过循环流路与热泵进行的热交换而变成高温空气，并与吸入流路上的空气一起被引入盛水桶，由此参与干燥操作。在以上通过循环流路将空气传送到盛水桶内的构造下，能够防止设置在热泵处的压缩机过热，并且能够从压缩机处回收所产生的废热。这样能够减少被浪费能量的量值，并且能够防止热泵过载。因此，能够减少能耗，并能够增强热泵的操作的可靠性。
更具体地，部分的被引入盛水桶用于干燥操作的空气不再使用，而是排出到干衣机外。而且，热泵仅用来吸收部分的废热，并且将所吸收的废热供应到空气中以供重新使用。如前所述，在这个优选实施例中，安装有加热器380，以便将被吸入吸入管道内的空气加热到为干燥操作所需的温度。加热器380持续地将热能补充到被吸入空气中。因此，被吸入盛水桶的空气可通过加热器380来补充热能。这样能够让热泵在标准状态下稳定地操作。此外，因为大体积空气可通过循环流路传送到盛水桶，所以减少了对附加鼓风机的需求，并且能够增强盛水桶的干燥效率。然而，优选在吸入流路上安装附加鼓风机以提供
大量空气。附加鼓风机390可通过在吸入流路上提供大量空气来防止加热器380过热。在图13和图14中示出附加鼓风机390的构造，附加鼓风机390可设置在加热器的上游侧。在这个优选实施例中，部分空气在循环流路上的蒸发器的上游侧被排放到本体之夕卜。更具体地，如图13至图15所示，干衣机还包括从蒸发器330 (循环管道320的第二热交换器)的上游侧分支出的排出管道360。而且，排出管道构造成在循环流路上的蒸发器的上游侧将部分的空气排出到本体的外部。排出管道构成排出流路，从盛水桶排放的热空气通过该排出流路被排放到外部。如图15所示，空气通过连接到本体的外部的出口 361被向外排出。在第二实施例的这种构造下，可从盛水桶排出的部分的中等温度的潮湿空气中吸收仅处于热泵的容量内的废热，而剩余部分的中等温度的潮湿空气可被排放到外部。这样能够减少被浪费能量的量值，并且能够防止热泵过载。因此，能够降低能耗，并且能够增强热泵的操作的可靠性。流量控制装置365可安装在排出管道360处。更具体地，流量控制装置365可实施为阻尼器。通常，阻尼器指的是用于控制经过某一管道(该管道以手动方式或通过控制器来打开或关闭)的空气流量的装置。流量控制装置365控制经过排出管道的空气的流量，使得热泵维持在正常状态。 更具体地，流量控制装置365控制经过排出管道的空气流量，使得经过蒸发器的制冷剂的温度处于预定范围内。通常，热泵可受到用于吸热和放热的制冷剂的操作温度的影响。而且，当制冷剂处于预定温度范围内时，热泵可正常操作，但在制冷剂不在预定温度范围内时可能操作异常。在该实施例中，经由热泵的蒸发器向制冷剂传热的高温潮湿空气量由流量控制装置365控制，由此正常地操作热泵。因此，与热泵进行热交换的空气量被确定处于热泵维持正常状态的范围内。通过吸入管道被引入盛水桶的空气可与盛水桶中处于循环管道上的空气混合。如图13所示，由循环管道320形成的循环流路以及由吸入管道370形成的吸入流路可在盛水桶中组合成一个流路。如图16所示，为了空间效率，吸入管道370可包括加热器380，并可构造成使得吸入流路经过加热器。而且，循环管道通过加热器的下部325与位于盛水桶的后表面上的吸入管道连接，并且向上延伸。然而，吸入管道和循环管道构造成在加热器的下游侧彼此连接，但不彼此相通。因此，处于循环流路中的空气和处于吸入流路中的空气没有彼此混合地被引入盛水桶内。在该构造下，循环流路和吸入流路可彼此完全分离。在该优选实施例中，易于通过加热器而不是通过热泵让引入盛水桶内的空气具有较高温度。因此，一旦循环流路中的空气和吸入流路中的空气在没有彼此混合的情况下排放到盛水桶内，就会形成高温空气，从而获得大空气体积并增强干燥效率。如图14所示，在被引入盛水桶之前，吸入管道的吸入流路和循环管道的循环流路在加热器的下游侧371彼此连接，然后被引入盛水桶。如图16所示，为了空间效率，吸入管道370可包括加热器380，并可构造成使得吸入流路经过加热器。而且，循环管道320通过加热器的下部325与位于盛水桶的后表面上的吸入管道连接，并且向上延伸。在该构造下，循环管道和吸入管道彼此连接，进而被引入盛水桶。在该优选实施例中，易于通过加热器而不是热泵让被引入盛水桶内的空气具有更高温度。因此，一旦循环流路上的空气和吸入流路上的空气在没有彼此混合的情况下排放到盛水桶内，就会形成高温空气，从而获得大空气体积并增强干燥效率。在循环流路和吸入流路单独引入盛水桶而彼此不混合的情况下，空气可能具有不均匀的温度。这可能导致局部地产生高温空气，进而损坏衣物。因此，为了使引入盛水桶内的空气的温度均匀，在引入盛水桶之前，循环流路中的空气和吸入流路中的空气被彼此混合。该构造可允许获得大空气体积，并防止要干燥的物体损坏。第三实施例在下文中，将省略关于第三实施例中的那些与第一实施例和第二实施例相同的构造和部件的说明。参照图18，本发明的第三实施例的干衣机包括本体410，其构成干衣机的外观；以及盛水桶420，其可旋转地安装在本体410中。盛水桶410被支撑，以便通过布置在前侧和后侧的支撑件(图中未示)而旋转。 在盛水桶的后侧，沿盛水桶的从本体的下部延伸的上下侧方向安装有吸入管道430。吸入管道430安装在本体中，并构造为吸入外部空气，而且将吸入的外部空气供应到盛水桶内。通过吸入管道形成吸入盛水桶的空气所流经的吸入流路。在吸入管道430处设置有用于加热被吸入空气的第一热交换器440。与第一实施例类似，第一热交换器440表示冷凝器。在吸入管道内安装有用于将被吸入空气加热到干燥操作所需的高温的加热器，还安装有第一热交换器440。用于吸入空气的鼓风机490可设置在吸入管道中。被引入盛水桶的空气通过第一热交换器440或通过第一热交换器440与加热器而被加热，由此转化成具有约300度的温度的高温干燥空气。这种在高温状态下引入盛水桶内的空气被用来干燥衣物，然后被引入布置在盛水桶的前下部的前管道(图中未示)内。然后，空气顺序地经由棉绒过滤器(图中未示)和排出管道450排放到本体的外部。排出管道450设有用于将从盛水桶排放的热空气排放到外部的排出流路。该排出流路可设有鼓风机455，鼓风机455用于将空气吸入盛水桶内并将空气强力吹到干衣机的外部。如图9所示，在排出管道450处安装有用于冷却被排出空气的第二热交换器460。第二热交换器460实施为蒸发器。如图19所示，干衣机通过还包括压缩机470和蒸发器(图中未示)而构成热泵，压缩机470和蒸发器分别安装在第一热交换器440与第二热交换器460之间。也就是说，第一热交换器440、蒸发器、第二热交换器460和压缩机通过多个管件彼此顺序地连接，由此构成一个热泵。以下将省略关于热泵的详细说明，因为详细说明已在第一实施例中给出。热泵通过与经由排除管道排放的热空气进行热交换来吸收废热。在此过程期间，经由排出管道45排放的空气被冷却，由此空气中的水分被移除。然后，被冷却的空气在低温干燥的状态下通过形成于排出管道处的出口 451被排放到本体的外部。如图18和图19所示，在第一热交换器的下游侧441的空气与压缩机之间安装有传热装置480。通常在操作期间，压缩机具有温度增量，因而具有非常高的表面温度。因此，当压缩机过热时，压缩性能就会降低。在第三实施例中，可通过传热装置480在第一热交换器的下游侧441的空气与压缩机之间进行传热。第一热交换器的下游侧441的空气是通过热泵被预加热，并通过吸入管道430被传送到盛水桶420内的空气。然而，当与压缩机过热的情况比较时，上述空气具有较低温度。因此，优选通过回收废热，而不是将压缩机的表面上产生的高温热量丢弃到大气中来提高能效。传热装置480实施为热管484。热管484包括位于其两端的第一散热器481和第二散热器482。第一散热器481构造为接触压缩机的表面。图20示出热管484的形状。热管484呈管状，两端密封并且其中具有传热介质。传热介质在连接到热管的一端的高温侧接收热量，并移动到热管的对应于低温侧的另一端。更具体地，如图20所示，热管484由布置在其中心部并供蒸汽经过的蒸汽通道485以及由多孔材料构成并布置在边缘部的毛细部(wick) 486构成。例如，当第一散热器(a)具有高温时，第一散热器的传热介质蒸发，从而经由蒸汽 通道485向第二散热器(b)移动。然后，传热介质在低温的第二散热器处冷凝。冷凝的传热介质经由毛细部486而移返到第一散热器(a)。传热介质的这种运动通过热管内的压差来执行，而无需任何传送装置。也就是说，蒸发的传热介质从第一散热器(a)通过蒸发压力而被移动到第二散热器(b)。而且，冷凝的传热介质在经过毛细部486时具有较低压力，由此从高压的第二散热器向第一散热器(a)移动。热管的第一散热器481构造为接触压缩机的表面。一旦压缩机被操作从而温度升高，热量就传递到接触压缩机的表面的第一散热器。这样就能够让压缩机被热管冷却。更具体地，当压缩机的表面温度高于预定值时，第一散热器481从压缩机吸热，并且第二散热器481向空气放热。通常使用制冷剂作为热管内的传热介质。而且，可任意设定制冷剂的操作温度和压力。一旦确定传热介质的温度适合，而不会对压缩机有不良影响，并由此设定传热介质的压力，热管即可在此温度范围内操作。这样能够防止压缩机过热，由此降低能耗并增强压缩机的操作的可靠性。可选地，当压缩机的表面温度低于预定值时，第二散热器482可从冷凝器(第一热交换器)的下游侧441的空气吸收热量，并且第一散热器481可向压缩机传热以预热压缩机。这个构造也可通过预定热管内的传热介质的操作温度来实施。在此构造下，在压缩机470当干衣机开始操作时因没有预热而不能平稳操作的情况下，压缩机通过从被第一热交换器440所加热的空气中吸收预定量的热量而被预热。一旦压缩机被充分加热，就吸收从压缩机排放出的废热，以防压缩机过热。然后，所吸收的废热被用来加热将要引入盛水桶的空气。因为废热得到有效地利用，所以能够防止压缩机过热。因此，能够降低能耗，并且能够增强压缩机的操作的可靠性。此外，当干衣机开始操作时，可通过预热压缩机来防止发生压缩机的不充分操作。这样能够提高干衣机的性能。作为本发明的另一实施例，第二散热器482可位于冷凝器(第一热交换器)的下游侧441，并可在表面设有多个传热鳍片483。实施这个构造，为的是利用传热鳍片来提高传热效率。作为本发明的又一实施例，压缩机470可位于吸入管道430的入口处，以更有效地实施前述实施例。因此，通过传热装置回收废热可通过自然对流而更有效地进行。前述实施例和优点仅仅是示意性的，不应解释为限制本发明。传授的内容能够容易地应用于其他类型的设备。这种描述旨在示例，而并非限制权利要求书的范围。许多替换、更改和变型将对本领域技术人员明显。本文描述示意性实施例的特征、结构、方法和其他特性可通过各种方式组合而获得另外的或可选的示意性实施例。因为特征可以几种形式实施而不背离其特性，所以应理解，除非另外说明，上述实施例不受前述描述的任何细节的限制，而应在随附权利要求书限定的范围内广义解释，因 此落在权利要求书的边界和界限或这些边界和界限的等价物内所有的改变和更改旨在被随附权利要求书所包含。
权利要求
1.一种干衣机，包括 本体； 盛水桶，可旋转地安装在所述本体内； 吸入管道，安装在所述本体上，并构造为吸入外部空气且将外部空气供应到所述盛水桶内； 排出管道，构造为将已经经过所述盛水桶的空气排放到所述本体的外部；以及 热泵，具有热交换装置，所述热交换装置用于通过与经过所述排出管道的空气进行热交换来回收废热； 其中，经由所述排出管道排出的部分空气与所述热泵的传热装置进行热交换。
2.如权利要求I所述的干衣机，其中所述热泵包括 第一热交换器，安装在所述吸入管道的流路上并构造为加热吸入的空气； 第二热交换器，安装在所述排出管道的流路上并构造为冷却被排出空气；以及 压缩机和膨胀器，通过多个管件连接在所述第一热交换器与第二热交换器之间，并组成所述热泵； 其中，经由所述排出管道排出的部分空气与所述第二热交换器进行热交换。
3.如权利要求2所述的干衣机，还包括加热器，布置在所述吸入管道的第二热交换器的下游侧，并构造为加热被供应到所述盛水桶内的空气。
4.如权利要求2所述的干衣机，其中，所述排出管道构造为其横截面大于所述第二热交换器的横截面。
5.如权利要求4所述的干衣机，还包括一个或多个流量控制装置，构造为控制所述排出管道的其横截面大于所述第二热交换器的横截面的部分上的流量。
6.如权利要求2所述的干衣机，还包括旁路管道，该旁路管道的一端在所述排出管道处与所述第二热交换器的上游侧相通，而另一端与所述本体的外部相通。
7.如权利要求6所述的干衣机，其中，所述旁路管道设有流量控制装置。
8.如权利要求5或7所述的干衣机，还包括控制器，并且所述控制器控制所述流量控制装置，使得经过所述第二热交换器的制冷剂的温度处于预定范围内。
9.如权利要求8所述的干衣机，其中，所述控制器确定在所述热泵维持正常状态的范围内，与所述第二热交换器进行热交换的空气的流量。
10.如权利要求I所述的干衣机，还包括循环管道，从所述排出管道分支出并构造为通过循环将经过所述排出管道的部分空气重新供应到所述盛水桶内；其中，所述热泵包括 用于冷却空气的第二热交换器以及用于加热空气的第一热交换器，所述第二热交换器与所述第一热交换器顺序地安装在由所述循环管道形成的流路上；以及 压缩机和膨胀器，通过多个管件连接在所述第一热交换器与所述第二热交换器之间，并组成所述热泵； 其中，经过所述循环管道的空气与位于所述第一热交换器的上游侧的所述压缩机进行热交换。
11.如权利要求10所述的干衣机，还包括加热器，安装在所述吸入管道处，并构造为加热吸入的空气。
12.如权利要求10所述的干衣机，其中，通过所述吸入管道引入所述盛水桶内的空气在所述盛水桶中与由所述循环管道供应的空气混合。
13.如权利要求11所述的干衣机，其中，所述吸入管道和所述循环管道在所述加热器的下游侧彼此接触，并且在所述吸入管道和所述循环管道的流路彼此分离的状态下所述吸入管道和所述循环管道连接到所述盛水桶。
14.如权利要求13所述的干衣机，其中，所述吸入管道和所述循环管道在所述加热器的下游侧彼此接触，并将所述流路上流动的空气混合物引入所述盛水桶内。
15.如权利要求10所述的干衣机，其中，所述压缩机构造成使得其表面暴露于所述循环管道内的所述流路上。
16.如权利要求10所述的干衣机，其中，所述压缩机位于所述循环管道外，以便与所述循环管道内的空气进行热交换。
17.如权利要求3或11所述的干衣机，还包括鼓风机，设置在所述加热器的上游侧。
18.如权利要求2或10所述的干衣机，还包括传热装置，安装在所述第一热交换器的下游的空气与所述压缩机之间。
19.如权利要求18所述的干衣机，其中，所述传热装置实施为热管。
20.如权利要求19所述的干衣机，其中，所述传热装置包括 第一散热器，接触所述压缩机的表面；以及 第二散热器，布置在所述第一热交换器的下游侧，并且第二散热器的表面上具有多个传热鳍片； 其中，当所述压缩机的表面温度高于预定值时，所述第一散热器从所述压缩机吸热，并且所述第二散热器向所述第一热交换器的下游侧的空气放热以进行加热；而且 其中，当所述压缩机的所述表面温度低于所述预定值时，所述第二散热器从所述第一热交换器的所述下游侧的空气吸热，并且所述第一散热器向所述压缩机传热以预热所述压缩机。
全文摘要
公开了一种具有热泵的干衣机，该干衣机能够通过对应于热泵的容量而最大限度地回收废热来提高能效、能够通过防止压缩机和热交换装置过热来增加可靠性、并能够缩短干燥时间。干衣机包括本体、可旋转地安装在本体中的盛水桶、安装在本体处并构造为吸入外部空气且将外部空气供应到盛水桶内的吸入管道、构造为将已经经过盛水桶的外部空气排出到本体外的排出管道、以及具有通过与经过排出管道的空气进行热交换来回收废热的热交换装置的热泵，其中，经由排出管道排出的部分空气与热泵的热交换装置进行热交换。
文档编号D06F58/20GK102822410SQ201180015697
公开日2012年12月12日 申请日期2011年8月2日 优先权日2010年8月9日
发明者柳秉助, 芮圣民, 金城焕, 安承杓, 宋成镐 申请人:Lg电子株式会社