專利名稱：基于CO₂跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)以及應(yīng)用該循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥裝置。
背景技術(shù)：
熱泵技術(shù)作為一種新能源技術(shù)，與電加熱、PTC加熱等能量轉(zhuǎn)換方式不同，是一種能量轉(zhuǎn)移裝置。是以消耗部分能源為代價(jià)，從低位熱源中吸取熱量，然后將消耗的能源與吸取的熱量一起傳遞給高位熱源，實(shí)現(xiàn)加熱的目的。熱泵技術(shù)作為空氣調(diào)節(jié)中冬季采暖的一種方式被廣泛應(yīng)用，常規(guī)的熱泵循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器、四通換向閥以及控制系統(tǒng)，各部件通過管路連接在一起，通過四通換向閥的轉(zhuǎn)換，熱泵系統(tǒng)可以進(jìn)行制冷和制熱循環(huán)，制冷劑采用HCFCs和HFCs類化合物，最常用的是HCFC22的亞臨界循環(huán)。干衣機(jī)在日本及西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)比較普及。在日本就有70%以上的家庭干衣機(jī)是和洗衣機(jī)配套使用的。在中國，尤其是在氣候潮濕的南方地區(qū)，隨著人們生活水平的提高,也逐步產(chǎn)生了社會需求?，F(xiàn)有干衣機(jī)可以分為不同的類別。按照烘干所使用的能源可以分為燃?xì)馐?、電熱絲加熱式、PTC自限溫元件加熱式。其中，燃?xì)馐礁梢聶C(jī)在我國不多見，在歐美卻很流行。現(xiàn)有干衣機(jī)存在以下問題:①能耗指標(biāo)不理想。首先，為全新風(fēng)形式，排出空氣中仍然含有大量的熱能，這會造成能源的浪費(fèi)；其次，現(xiàn)有干衣機(jī)不管是電加熱還是PTC加熱，均為能量轉(zhuǎn)換裝置，即衣物中水分蒸發(fā)所需要的熱量完全由電能轉(zhuǎn)化而來。②干衣過程工作溫度高，一般在60°C以上，對絲綢、羊絨等高檔衣料有很大損害，限制了其使用范圍。③干衣機(jī)常用于陰雨天氣，此時(shí)環(huán)境濕度高，但某些類型的干衣機(jī)將吸收水分之后的潮濕空氣排向室內(nèi)，將進(jìn)一步惡化室內(nèi)空氣條件。有些類型干衣機(jī)則利用排風(fēng)管將空氣排至室外，但這樣占地面積大，影響室內(nèi)美觀，且安裝施工均較為不便。某些類型的干衣機(jī)利用機(jī)體內(nèi)的循環(huán)熱風(fēng)，把衣物內(nèi)蒸發(fā)出來的水蒸氣通過特定的冷凝器冷凝成水，再從機(jī)內(nèi)的排水管流出。這種方式雖然一般不會對室內(nèi)空氣環(huán)境造成影響，但是因?yàn)榻?jīng)歷了一個冷凝過程，導(dǎo)致它比排氣式要耗電(或者耗
能)。現(xiàn)有技術(shù)中也有把熱泵技術(shù)應(yīng)用到干衣機(jī)中的案例，專利200610153406.9公開了一種熱泵干衣機(jī)，采用常規(guī)的蒸汽壓縮制冷循環(huán)提供干衣熱量；并通過引入新風(fēng)和排出熱風(fēng)來調(diào)節(jié)干衣溫度。專利200610137612.0公開了一種將熱泵系統(tǒng)作為一個整體可拉出的熱泵干衣機(jī)。專利200910038595.9公開了一種空調(diào)干衣一體機(jī)，即利用空調(diào)熱泵系統(tǒng)的熱量實(shí)現(xiàn)干衣功能。專利200980104497.9公開了熱泵串聯(lián)二級電加熱的干衣機(jī)。上述應(yīng)用熱泵技術(shù)的干衣機(jī)的不足是；盡管都是利用熱泵系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)干衣的能量循環(huán)，但其熱泵系統(tǒng)都是常規(guī)的亞臨界蒸汽壓縮制冷循環(huán)，多數(shù)使用HCFC22、HFC134a制冷劑，HCFC22制冷劑對臭氧層有破壞作用，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)限制使用，我國2030年以后也不允許使用，HFC134a雖然對臭氧層沒有破壞，但是GWP值卻為1200，也屬于過渡產(chǎn)品。同時(shí)HCFC22、HFC134a的熱泵循環(huán)，受制冷劑排氣溫度限制，一般干衣的空氣溫度都在50°C以下，干衣時(shí)間較長，適用的范圍比較小，而且，由于熱泵循環(huán)吸熱量和放熱量是不平衡的，所以采用閉式空氣循環(huán)時(shí)無法實(shí)現(xiàn)能量平衡，如果不加以輔助平衡會導(dǎo)致溫度升高、工作不穩(wěn)定，對室內(nèi)環(huán)境會有一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種采用CO2作為制冷劑的熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥裝置，對環(huán)境無害，可提供寬廣的溫度范圍，適應(yīng)不同的織物，可有效減少CO2的節(jié)流損失，提聞系統(tǒng)循環(huán)效率。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，包括CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、干燥室、控制系統(tǒng)和機(jī)殼，機(jī)殼內(nèi)安裝CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)和干燥室；C02跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷卻器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器和氣液分離器，其特征在于所述CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的冷卻器包括氣體冷卻器、過冷器和預(yù)冷卻器，節(jié)流裝置包括一次節(jié)流裝置和二次節(jié)流裝置，CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)由下述連接構(gòu)成:壓縮機(jī)排氣端與氣體冷卻器制冷劑進(jìn)口相連，氣體冷卻器制冷劑出口與過冷器制冷劑進(jìn)口相連，過冷器制冷劑出口與一次節(jié)流裝置進(jìn)口相連，一次節(jié)流裝置出口與預(yù)冷卻器制冷劑進(jìn)口相連，預(yù)冷卻器底部制冷劑出口與二次節(jié)流裝置進(jìn)口相連，二次節(jié)流裝置出口與蒸發(fā)器制冷劑進(jìn)口相連，蒸發(fā)器制冷劑出口與氣液分離器進(jìn)口相連，氣液分離器出口與壓縮機(jī)吸氣端相連，預(yù)冷卻器頂部制冷劑出口與壓縮機(jī)二級吸氣端或中間腔相連；
所述空氣循環(huán)系統(tǒng)包括循環(huán)風(fēng)機(jī)、過濾裝置和風(fēng)道，空氣循環(huán)系統(tǒng)由下述連接構(gòu)成:循環(huán)風(fēng)機(jī)出風(fēng)口與氣體冷卻器空氣進(jìn)口相連接，氣體冷卻器空氣出口與干燥室空氣進(jìn)口相連接，干燥室空氣出口與過濾裝置進(jìn)口連接、過濾裝置出口與預(yù)冷卻器空氣進(jìn)口連接，預(yù)冷卻器空氣出口與蒸發(fā)器的空氣進(jìn)口連接，蒸發(fā)器空氣出口與循環(huán)風(fēng)機(jī)入口相連接；
控制系統(tǒng)包括控制單元、溫度傳感器、濕度傳感器和操作面板，控制單元通過電路與溫度傳感器、濕度傳感器和操作面板相連，溫度傳感器和濕度傳感器設(shè)置在干燥室內(nèi)，控制單元通過電路與熱泵循環(huán)系統(tǒng)和空氣循環(huán)系統(tǒng)相連。本發(fā)明所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于所述蒸發(fā)器和氣體冷卻器是翅片管式換熱器，制冷劑在翅片管內(nèi)流動，空氣在翅片管外流動。本發(fā)明所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于所述過冷器是翅片管式換熱器或套管式換熱器。本發(fā)明所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于所述過冷器是套管式換熱器時(shí)，制冷劑在內(nèi)管流動，冷卻劑在外管流動，所述冷卻劑在外管流動是由外部動力推動或由回?zé)嵝问搅鲃?，所述回?zé)嵝问搅鲃邮菍庖悍蛛x器與壓縮機(jī)吸氣連接的管路斷開，將氣液分離器的出口連接到過冷器的輔助冷卻入口，將過冷器的輔助冷卻出口連接到壓縮機(jī)的吸氣口。本發(fā)明所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)冷卻器為殼管式結(jié)構(gòu)，所述殼管式結(jié)構(gòu)由殼管和盤管組成，盤管置于殼管內(nèi)，盤管的首端和末端伸出殼管外，分別為預(yù)冷卻器的空氣進(jìn)口和空氣出口，空氣在盤管內(nèi)流動，所述殼管上部開有制冷劑進(jìn)口和頂部制冷劑出口，殼管下部開有底部制冷劑出口，CO2在殼管內(nèi)流動。本發(fā)明所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于所述一次節(jié)流裝置和二次節(jié)流裝是毛細(xì)管、熱力膨脹閥或電子膨脹閥的一種或其中兩種的組合。本發(fā)明所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于所述干燥室置于機(jī)殼中部位置，干燥室設(shè)門，除干燥室門之外干燥室其他部位均置于機(jī)殼內(nèi)密封，干燥室的一個側(cè)壁上開有進(jìn)氣孔，干燥室的頂部安裝過濾裝置，過濾裝置的吸氣口朝向干燥室內(nèi)，出氣口朝向干燥室外，干燥室下方機(jī)殼底部設(shè)有封閉隔板，通過封閉隔板分成前室和后室，前室獨(dú)立密封，壓縮機(jī)、一次節(jié)流裝置、預(yù)冷卻器、二次節(jié)流裝置和氣液分離器安裝在前室內(nèi)；氣體冷卻器、蒸發(fā)器和循環(huán)風(fēng)機(jī)安裝在后室內(nèi)，循環(huán)風(fēng)機(jī)置于蒸發(fā)器與氣體冷卻器之間；過冷器置于預(yù)冷卻器上方干燥室不設(shè)進(jìn)氣孔的一側(cè)，位于過濾裝置出口與預(yù)冷卻器之間，機(jī)殼內(nèi)干燥室開有進(jìn)氣孔一側(cè)空腔與干燥室其他側(cè)面空腔之間密封隔開，機(jī)殼底部后室與機(jī)殼內(nèi)干燥室開有進(jìn)氣孔一側(cè)空腔相通，機(jī)殼內(nèi)干燥室周圍的空腔和干燥室構(gòu)成空氣循環(huán)風(fēng)道。本發(fā)明所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元設(shè)定三種干衣模式:低溫、中溫和高溫三種模式，高溫模式干燥溫度為60°C，中溫模式干燥溫度為50度，低溫模式干燥溫度設(shè)定為40度，通過控制單元調(diào)整熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)工況實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在所述壓縮機(jī)是變頻壓縮機(jī)；所述循環(huán)風(fēng)機(jī)為變頻風(fēng)機(jī)。本發(fā)明所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于所述干燥室進(jìn)氣孔由均勻分布在干燥室側(cè)壁上的小孔組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用雙級壓縮、二級節(jié)流的跨臨界熱泵循環(huán)方式，并且一級節(jié)流冷卻用于干燥空氣的干式冷卻，二級節(jié)流用于空氣的去濕冷卻，利用過冷器對超臨界制冷劑進(jìn)行過冷，節(jié)流損失可降低38%，并通過回?zé)崞鬟M(jìn)行換熱，充分回收了冷凝端空氣的余熱，提聞CO2跨臨界循環(huán)的能效，提聞運(yùn)行范圍；
CO2作為自然制冷劑，對環(huán)境無害，是適合發(fā)展的制冷劑，節(jié)能環(huán)保，符合綠色設(shè)計(jì)的要求。利用CO2跨臨界循環(huán)放熱，使換熱過程具有良好的溫度匹配，使干燥空氣溫度達(dá)到70°C以下，可以提供更廣泛的溫度范圍，可根據(jù)不同的織物設(shè)定不同的干燥溫度，提高熱泵系統(tǒng)運(yùn)行效率。


本發(fā)明共有附圖四幅，其中
圖1是本發(fā)明系統(tǒng)原理圖，圖中實(shí)線回路是熱泵循環(huán)系統(tǒng)，虛線回路是空氣循環(huán)系統(tǒng)，點(diǎn)劃線是控制系統(tǒng)；
圖2干燥裝置示意圖 圖3是圖2的A-A剖視圖 圖4預(yù)冷卻器結(jié)構(gòu)示意圖
附圖中:1、壓縮機(jī)，2、氣體冷卻器，3、過冷器，3a、輔助冷卻入口，3b、輔助冷卻出口，3c、輔助冷卻動力，4、一次節(jié)流裝置，5、預(yù)冷卻器，5a、殼管，5b、盤管，5c、制冷劑進(jìn)口，5d、頂部制冷劑出口，5e、底部制冷劑出口，5f、空氣進(jìn)口，5g、空氣出口，6、二次節(jié)流裝置，7、氣液分離器，8、蒸發(fā)器，8a、排水管，9、干燥室，10、過濾裝置，11、循環(huán)風(fēng)機(jī)，12、機(jī)殼，13、控制單兀，14、操作面板，15、溫度傳感器，16、濕度傳感器。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施方式
及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明?；贑O2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)包括CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、干燥室、控制系統(tǒng)和機(jī)殼，機(jī)殼內(nèi)安裝CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)和干燥室，CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)1、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器8和氣液分離器7，壓縮機(jī)是變頻壓縮機(jī)，空氣循環(huán)系統(tǒng)包括循環(huán)風(fēng)機(jī)11、過濾裝置10和風(fēng)道，循環(huán)風(fēng)機(jī)11是變頻風(fēng)機(jī)，CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的冷凝器包括氣體冷卻器2、過冷器3和預(yù)冷卻器5，節(jié)流裝置包括一次節(jié)流裝置4和二次節(jié)流裝置6，熱泵循環(huán)系統(tǒng)由下述連接構(gòu)成:壓縮機(jī)I排氣端與氣體冷卻器2制冷劑進(jìn)口相連，氣體冷卻器2制冷劑出口與過冷器制冷劑進(jìn)口相連，過冷器制冷劑出口與一次節(jié)流裝置4進(jìn)口相連，一次節(jié)流裝置4出口與預(yù)冷卻器5制冷劑進(jìn)口相連，預(yù)冷卻器5底部制冷劑出口與二次節(jié)流裝置6進(jìn)口相連，二次節(jié)流裝置6出口與蒸發(fā)器8制冷劑進(jìn)口相連，蒸發(fā)器8制冷劑出口與氣液分離器7進(jìn)口相連，氣液分離器7出口與壓縮機(jī)吸氣端相連，預(yù)冷卻器5頂部制冷劑出口與壓縮機(jī)二級吸氣端或中間腔相連；
空氣循環(huán)系統(tǒng)由下述連接構(gòu)成:循環(huán)風(fēng)機(jī)11出風(fēng)口與氣體冷卻器2空氣進(jìn)口相連接，氣體冷卻器2空氣出口與干燥室9空氣進(jìn)口相連接，干燥室9空氣出口與過濾裝置10進(jìn)口連接、過濾裝置10出口與預(yù)冷卻器5空氣進(jìn)口連接，
預(yù)冷卻器5空氣出口與蒸發(fā)器8的空氣進(jìn)口連接，蒸發(fā)器8空氣出口與循環(huán)風(fēng)機(jī)11入口相連接；
控制系統(tǒng)包括控制單元13、溫度傳感器15、濕度傳感器16和操作面板14，控制單元13通過電路與溫度傳感器15、濕度傳感器16和操作面板14相連，溫度傳感器15和濕度傳感器16設(shè)置在干燥室內(nèi)，控制單元13通過電路與熱泵循環(huán)系統(tǒng)和空氣循環(huán)系統(tǒng)相連。系統(tǒng)中蒸發(fā)器8和氣體冷卻器2是翅片管式換熱器，制冷劑在翅片管內(nèi)流動，空氣在翅片管外流動。系統(tǒng)中過冷器3是翅片管式換熱器或套管式換熱器。過冷器3是套管式換熱器時(shí)，制冷劑在內(nèi)管流動，冷卻劑在外管流動，所述冷卻劑在外管流動是由外部動力推動或由回?zé)嵝问搅鲃?，所述回?zé)嵝问搅鲃邮菍庖悍蛛x器7與壓縮機(jī)I吸氣連接的管路斷開，將氣液分離器7的出口連接到過冷器3的輔助冷卻入口 3a，將過冷器3的輔助冷卻出口 3b連接到壓縮機(jī)I的吸氣口。系統(tǒng)中預(yù)冷卻器5為殼管式結(jié)構(gòu)，所述殼管式結(jié)構(gòu)由殼管5a和盤管5b組成，盤管5b置于殼管5a內(nèi)，盤管5b的首端和末端伸出殼管外，分別為預(yù)冷卻器5的空氣進(jìn)口 5f和空氣出口 5g，空氣在盤管5b內(nèi)流動，所述殼管5a上部開有制冷劑進(jìn)口 5c和頂部制冷劑出口 5d，殼管下部開有底部制冷劑出口 5e，CO2在殼管5a內(nèi)流動。系統(tǒng)中一次節(jié)流裝置4和二次節(jié)流裝6是毛細(xì)管、熱力膨脹閥或電子膨脹閥的一種或其中兩種的組合。系統(tǒng)中干燥室9置于機(jī)殼中部位置，除干燥室門之外干燥室其他部位均置于機(jī)殼內(nèi)密封，干燥室9設(shè)門，干燥室9的一個側(cè)壁上開有進(jìn)氣孔，進(jìn)氣孔由均勻分布在側(cè)壁上的小孔組成，過濾裝置10安裝在干燥室9的頂部，過濾裝置的吸氣口朝向干燥室內(nèi)，出氣口朝向干燥室外，干燥室9下方機(jī)殼底部設(shè)有封閉隔板,將底部分成封閉的前室和后室兩部分，前室獨(dú)立密封，壓縮機(jī)1、氣體冷卻器2、一次節(jié)流裝置4、預(yù)冷卻器5、二次節(jié)流裝置6、蒸發(fā)器8、氣液分離器7和循環(huán)風(fēng)機(jī)11置于干燥室9下方機(jī)殼底部,其中氣體冷卻器2、蒸發(fā)器8和循環(huán)風(fēng)機(jī)11位于機(jī)殼底部的后室，循環(huán)風(fēng)機(jī)11置于蒸發(fā)器8與氣體冷卻器2之間；壓縮機(jī)1、一次節(jié)流裝置4、預(yù)冷卻器5、二次節(jié)流裝置6和氣液分離器7位于機(jī)殼底部的前室；過冷器3置于預(yù)冷卻器5上方干燥室9不設(shè)進(jìn)氣孔的一側(cè)，位于過濾裝置出口與預(yù)冷卻器5之間，機(jī)殼內(nèi)干燥室開有進(jìn)氣孔一側(cè)空腔與干燥室其他側(cè)面空腔之間密封隔開，安裝氣體冷卻器2、蒸發(fā)器8和循環(huán)風(fēng)機(jī)11的后室與機(jī)殼內(nèi)干燥室開有進(jìn)氣孔一側(cè)空腔相通,機(jī)殼內(nèi)干燥室周圍的空腔和干燥室構(gòu)成空氣循環(huán)風(fēng)道。本發(fā)明的工作過程是:熱泵循環(huán)系統(tǒng)啟動，壓縮機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)，排出高溫高壓的CO2氣體(超臨界流體)，進(jìn)入氣體冷卻器2，在氣體冷卻器2中放出熱量，溫度降低，但不發(fā)生相變，進(jìn)入過冷器3進(jìn)一步放熱降溫，然后經(jīng)過一次節(jié)流裝置4降壓，進(jìn)入預(yù)冷卻器5，降壓后的CO2在預(yù)冷卻器5中處于氣液混合態(tài)，其中部分降壓后的液體蒸發(fā)，吸熱變成飽和氣體，飽和氣體與壓縮機(jī)一級排氣混合后進(jìn)入二級吸氣，(對于中間補(bǔ)氣壓縮機(jī)，飽和氣體進(jìn)入中間腔)，預(yù)冷卻器5中的飽和液體經(jīng)過二次節(jié)流裝置節(jié)流后，變成低壓的氣液混合物進(jìn)入蒸發(fā)器8中，吸熱蒸發(fā)，變成低壓氣體，被壓縮機(jī)I吸入壓縮，進(jìn)行下一個循環(huán)。空氣循環(huán)系統(tǒng)在衣物干燥裝置內(nèi)進(jìn)行，循環(huán)風(fēng)機(jī)將空氣送入氣體冷卻器2，空氣與氣體冷卻器2進(jìn)行換熱，吸收氣體冷卻器2放出的熱量，空氣溫度升高，含濕量不變，高溫低濕空氣進(jìn)入干燥室9與濕衣物進(jìn)行熱濕交換，吸收衣物附近的水蒸氣，放出熱量，降溫吸濕后的空氣進(jìn)入預(yù)冷卻器5中放出熱量，溫度進(jìn)一步降低，然后通過蒸發(fā)器8降溫析濕，溫度降低、含濕量降低，變成溫度較低的干燥空氣，然后再通過循環(huán)風(fēng)機(jī)送入氣體冷卻器2吸熱，變成相對干燥的高溫氣體進(jìn)入干燥室9進(jìn)行干燥，循環(huán)進(jìn)行，從蒸發(fā)器8中析出的水分，從排水口 8a排出。干燥室9內(nèi)的濕衣服被干燥空氣加熱、水分被析出而變得干燥，達(dá)到干衣目的。控制系統(tǒng)包括控制單元13、溫度傳感器15、濕度傳感器16和操作面板14，控制單元13通過電路與溫度傳感器15、濕度傳感器16和操作面板14相連，溫度傳感器15和濕度傳感器16設(shè)置在干燥室內(nèi)，控制單元13通過電路與熱泵循環(huán)系統(tǒng)和空氣循環(huán)系統(tǒng)相連。溫度傳感器和濕度傳感器分別感應(yīng)干燥室內(nèi)空氣溫度、濕度，然后將檢測參數(shù)值傳送至控制單元，控制單元再發(fā)出指令控制壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行工作。濕度傳感器還通過感知織物的干燥程度，織物達(dá)到干度要求后系統(tǒng)自動報(bào)警，避免了過度干燥織物。操作面板可以進(jìn)行開停機(jī)操作，干燥溫度選擇。干燥溫度分為低溫、中溫、高溫三種模式，根據(jù)所需要干燥衣物的種類進(jìn)行選擇，高溫模式干燥溫度設(shè)定為60度，中文模式干燥溫度設(shè)定為50度，低溫模式干燥溫度設(shè)定為40度，不同的模式通過控制板設(shè)置成不同的運(yùn)轉(zhuǎn)工況。本發(fā)明使用CO2制冷劑，對環(huán)境無害，采用跨臨界循環(huán)，可提供寬廣的溫度范圍，適應(yīng)不同的織物，干燥能力可改變。同時(shí)可以根據(jù)干衣情況通過變頻控制自動調(diào)整熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行工況，使干衣機(jī)使用更加節(jié)能環(huán)保，符合綠色設(shè)計(jì)的要求。不同的織物需要不同的干燥溫度，例如絲綢適宜中溫干燥，羊毛及醋酸纖維類織物干燥時(shí)適宜高溫，而在衣物含水量低的終了干燥時(shí)段適宜低溫，避免織物因高溫發(fā)燙起皺。本發(fā)明CO2跨臨界熱泵循環(huán)式干衣機(jī)能夠針對不同織物來調(diào)節(jié)干燥熱空氣的溫度。采用CO2跨臨界循環(huán)，CO2在超臨界區(qū)域放熱，可以實(shí)現(xiàn)30-65度的空氣送風(fēng)溫度，而常規(guī)熱泵的空氣溫度在50度以下。因而根據(jù)不同的織物設(shè)定不同的干燥溫度，調(diào)節(jié)范圍廣。同時(shí)采用變頻壓縮機(jī)，根據(jù)設(shè)定溫度進(jìn)行能量匹配運(yùn)轉(zhuǎn)；循環(huán)風(fēng)機(jī)采用變頻風(fēng)機(jī)，根據(jù)熱泵運(yùn)行情況進(jìn)行風(fēng)量調(diào)整，從而保持系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，包括CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、干燥室、控制系統(tǒng)和機(jī)殼，機(jī)殼內(nèi)安裝CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)和干燥室；C02跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)(I)、冷卻器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器(8)和氣液分離器(7)，其特征在于:所述CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的冷卻器包括氣體冷卻器(2)、過冷器(3)和預(yù)冷卻器(5)，節(jié)流裝置包括一次節(jié)流裝置(4)和二次節(jié)流裝置(6)，CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)由下述連接構(gòu)成:壓縮機(jī)(I)排氣端與氣體冷卻器(2)制冷劑進(jìn)口相連，氣體冷卻器(2)制冷劑出口與過冷器制冷劑進(jìn)口相連，過冷器制冷劑出口與一次節(jié)流裝置(4)進(jìn)口相連，一次節(jié)流裝置(4)出口與預(yù)冷卻器(5)制冷劑進(jìn)口相連，預(yù)冷卻器(5)底部制冷劑出口與二次節(jié)流裝置(6)進(jìn)口相連，二次節(jié)流裝置(6)出口與蒸發(fā)器(8)制冷劑進(jìn)口相連，蒸發(fā)器(8)制冷劑出口與氣液分離器(7)進(jìn)口相連，氣液分離器(7)出口與壓縮機(jī)吸氣端相連，預(yù)冷卻器(5)頂部制冷劑出口與壓縮機(jī)二級吸氣端或中間腔相連； 所述空氣循環(huán)系統(tǒng)包括循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)、過濾裝置(10)和風(fēng)道，空氣循環(huán)系統(tǒng)由下述連接構(gòu)成:循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)出風(fēng)口與氣體冷卻器(2)空氣進(jìn)口相連接，氣體冷卻器(2)空氣出口與干燥室(9 )空氣進(jìn)口相連接，干燥室(9 )空氣出口與過濾裝置(10 )進(jìn)口連接、過濾裝置(10)出口與預(yù)冷卻器(5)空氣進(jìn)口連接，預(yù)冷卻器(5)空氣出口與蒸發(fā)器(8)的空氣進(jìn)口連接，蒸發(fā)器(8)空氣出口與循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)入口相連接； 所述控制系統(tǒng)包括控制單元、溫度傳感器、濕度傳感器和操作面板，控制單元通過電路與溫度傳感器、濕度傳感 器和操作面板相連，溫度傳感器和濕度傳感器設(shè)置在干燥室內(nèi)，控制單元通過電路與熱泵循環(huán)系統(tǒng)和空氣循環(huán)系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述蒸發(fā)器(8)和氣體冷卻器(2)是翅片管式換熱器，制冷劑在翅片管內(nèi)流動，空氣在翅片管外流動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述過冷器(3)是翅片管式換熱器或套管式換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述過冷器(3)是套管式換熱器時(shí)，制冷劑在內(nèi)管流動，冷卻劑在外管流動，所述冷卻劑在外管流動是由外部動力推動或由回?zé)嵝问搅鲃?，所述回?zé)嵝问搅鲃邮菍庖悍蛛x器(7)與壓縮機(jī)(I)吸氣連接的管路斷開，將氣液分離器(7)的出口連接到過冷器(3)的輔助冷卻入口(3a)，將過冷器(3)的輔助冷卻出口(3b)連接到壓縮機(jī)(I)的吸氣口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述預(yù)冷卻器(5)為殼管式結(jié)構(gòu)，由殼管(5a)和盤管(5b)組成，盤管(5b)置于殼管(5a)內(nèi)，盤管(5b)的首端和末端伸出殼管外，分別為預(yù)冷卻器(5)的空氣進(jìn)口(5f)和空氣出口(5g)，空氣在盤管(5b )內(nèi)流動，所述殼管(5a)上部開有制冷劑進(jìn)口( 5c )和頂部制冷劑出口(5d)，殼管下部開有底部制冷劑出口(5e)，CO2在殼管(5a)內(nèi)流動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述一次節(jié)流裝置(4)和二次節(jié)流裝(6)是毛細(xì)管、熱力膨脹閥或電子膨脹閥的一種或其中兩種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述干燥室置于機(jī)殼中部位置，干燥室設(shè)門，除干燥室門之外干燥室其他部位均置于機(jī)殼內(nèi)密封，干燥室(9)的一個側(cè)壁上開有進(jìn)氣孔，干燥室(9)的頂部安裝過濾裝置(10)，過濾裝置的吸氣口朝向干燥室內(nèi)，出氣口朝向干燥室外，干燥室(9)下方機(jī)殼底部設(shè)有封閉隔板，通過封閉隔板分成前室和后室，前室獨(dú)立密封，壓縮機(jī)(I)、一次節(jié)流裝置(4)、預(yù)冷卻器(5)、二次節(jié)流裝置(6)和氣液分離器(7)安裝在前室內(nèi)；氣體冷卻器(2)、蒸發(fā)器(8)和循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)安裝在后室內(nèi)，循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)置于蒸發(fā)器(8)與氣體冷卻器(2)之間；過冷器(3)置于預(yù)冷卻器(5)上方干燥室(9)不設(shè)進(jìn)氣孔的一側(cè)，位于過濾裝置出口與預(yù)冷卻器(5)之間，機(jī)殼內(nèi)干燥室開有進(jìn)氣孔一側(cè)空腔與干燥室其他側(cè)面空腔之間密封隔開，機(jī)殼底部后室與機(jī)殼內(nèi)干燥室開有進(jìn)氣孔一側(cè)空腔相通，機(jī)殼內(nèi)干燥室周圍的空腔和干燥室構(gòu)成空氣循環(huán)風(fēng)道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元設(shè)定三種干衣模式:低溫、中溫和高溫三種模式，高溫模式干燥溫度為60°C，中溫模式干燥溫度為50度，低溫模式干燥溫度設(shè)定為40度，通過控制單元調(diào)整熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)工況實(shí)現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在于:所述壓縮機(jī)(I)是變頻壓縮機(jī)；循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)為變頻風(fēng)機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，其特征在:所述干燥室進(jìn)氣孔由均勻分布在干燥`室側(cè)壁上的小孔組成。
全文摘要
基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)的衣物干燥系統(tǒng)，包括CO2跨臨界熱泵循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、干燥室、控制系統(tǒng)和機(jī)殼，熱泵循環(huán)系統(tǒng)由管路依次連接壓縮機(jī)、氣體冷卻器、過冷器、一次節(jié)流裝置、預(yù)冷卻器、二次節(jié)流裝置、蒸發(fā)器和氣液分離器連接構(gòu)成空氣循環(huán)系統(tǒng)由風(fēng)道依次連接循環(huán)風(fēng)機(jī)、氣體冷卻器空氣進(jìn)出口、干燥室空氣進(jìn)出口、過濾裝置、預(yù)冷卻器空氣進(jìn)出、蒸發(fā)器空氣進(jìn)出口構(gòu)成。本發(fā)明的有益效果是對環(huán)境無害，可提供寬廣的溫度范圍，適應(yīng)不同的織物，可有效減少CO2的節(jié)流損失，提高系統(tǒng)循環(huán)效率。
文檔編號D06F58/10GK103103736SQ20131002299
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者秦海濤 申請人:秦海濤