热泵技术在家用干衣机上的应用

家用干衣机在国外尤其是欧美等发达国家

普及程度几乎跟洗衣机 、 冰箱一样 , 是普通家庭的 生活必备品 。 干燥过程 , 即使是在工业领域 , 也是最耗能的操作单元 , 家用干衣机的能耗则是最重 要的指标 。在全球节能 、 减排的大背景下 , 热泵作为一种环保 、 高效的加热装置得到推广 。 在家电行业 , 热原技术已普及应用在空调 、 热水器等领域 。 将热泵技术应用在干衣机上 , 能耗 可减少一半以上 ,而且能效还在不断的提升 , 有非 常巨大的发展潜力 。

本文从热泵的特性 、 家用干衣机的节能需求分析入手 ,阐述了热泵技术在家用干衣机上应用 的可行性 、 可靠性 。 同时认为 , 通过热泵干衣机的推广 , 可以带动家用干衣机在中国家电市场的兴 起 。

热泵技术的节能特性

热泵作为一种装置 , 在新国际制冷词典中的定义为 :以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统。

从工作原理上讲 , 热泵还是制冷机 。 热泵按工作原理可分为蒸汽压缩式 、 气体压 缩式 、 蒸汽喷射式 、 吸收式 、 热电式 、 化学热泵等大类; 根据热源 (低品位端 ) 又可分为空气源 、 水源 、 地源 (土壤 ) 等 。

热泵的节能原理 :

热泵的热力经济性指标用 COP 来表示热量与 耗能的比值 , 最常用的蒸汽压缩式热泵:

在家电领域 ,普遍使用蒸汽压缩式热泵 , 最常 见的是热泵空调 、 热泵热水器。 用在空调上 , 通过 四通换向阀动作 , 对需要调节气温的室内吸收热量或者释放热量 , 从而实现作为制冷机或者热泵的作用 ; 热泵热水器则只单一使用热泵的制热功 能。 与直接通过电热元件的制热相比 , 热泵技术 能源利用效率不言而喻。

现在 ,热泵已经应用在工业 、 生活的很多领 域 , 把热泵技术应用在家用干衣机上 , 将干衣机的 节能推上一个新台阶 。 同时 , 由于热泵干燥的工作温度比电热干燥低得多 ,热泵干燥过程对织物几乎没有损伤 , 节能的同时还获得更高的干燥品 质 , 可以说是对家用干衣机颠覆性的革命。

3家用干衣机的分类及特点

按加热类型分 :

(1) 燃气式 ;

(2) 电热式 ;

(3) 热泵式 。

按湿气的处理类型分 :

(1) 直排式 ;

(2) 水冷式 ;

(3) 空气冷凝式 ;

(4) 热泵冷凝式 。

燃气式是直接用燃烧加热的空气直接烘干衣 物 , 跟衣物进行过热湿交换的热湿空气直接排出。由于燃烧过的高温空气送入干衣筒与衣物直接接 触 ,对燃气品质要求非常高 ,同时也具有较高的安 装 、安全要求 ,目前主要流行于北美地区。

电热式是直接用使用电热管或者 PTC 加热器 对空气进行加热 , 加热后的空气对衣物进行加热 干燥 , 通过电热部件将电能转换为热能进行利用。热泵 (这里指蒸汽压缩式热泵 ) 通过热泵制热 加热空气 , 对衣物进行加热干燥 , 热泵所消耗的电 能只是驱动压缩机工作 , 通过热泵系统中制冷工 质的相变实现热量的传递 , 并不直接将电能转换 为热能 。

干衣机的功能主要是应用物理手段加速衣物 中水分的蒸发 , 尽快将织物恢复干燥状态 。 在干 燥过程中 , 干热空气与湿衣物进行热湿交换 ,必定 会有湿空气排出 , 离开衣物的热湿空气 , 是直接排 放在空气中还是对热 、 湿进行回收处理 , 结构和能 效都会有很大的不同 。

如果湿热空气直接排放到空气中 , 由于没有 凝结回收装置 , 结构相对就比较简单 , 但会对环境 造成热 、 湿污染 , 同时伴随热量的损耗 , 因此 , 能源 利用率就比较低 (见图 1)

热泵技术在家用干衣机上的应用

热泵技术在家用干衣机上的应用

图 1空气直排示意图

要避免热湿排放 , 空气就要循环工作 , 需要对 热湿空气进行热回收 、湿处理 、再利用 。在水冷式 干衣机中 , 通过温度较低的水 (一般是自来水 ) 对干 衣筒出口的热湿空气进行喷淋降温 , 将其中的高温 蒸汽冷凝为水 , 同时空气温度降低 , 达到饱和 。 干 燥过程需要外接水源和排水设备 (见图 2)