热泵干衣机及其控制方法与流程

1.本发明属于家用电器技术领域，具体涉及一种热泵干衣机及其控制方法。


背景技术：

2.随着热泵干衣机技术的逐渐发展，除了传统通过晾晒来干燥衣物的方式，越来越多人选择用热泵干衣来干燥衣物。
3.相关技术中，热泵干衣机作为一种空气源热泵产品，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、循环风道以及干衣桶，压缩机、冷凝器、蒸发器以及节流装置形成冷媒循环回路，利用冷媒由于形态变化伴随的能量转化来制热，其主要的能量来源为空气中的热量。
4.当冬季来临时，空气温度较低，所携带的热量较少，在这种情况下，相关技术的热泵干衣机在低温下热量衰减加剧，制热效率较低，衣物烘干效果不佳。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决相关技术中，因空气温度较低使热泵干衣机的制热效率较低问题，本发明实施例提供了一种热泵干衣机，包括：容纳腔、循环风道、制热循环组件以及控制器，所述循环风道和所述容纳腔连通，所述制热循环组件用于加热所述循环风道内的空气，以使所述循环风道向所述容纳腔内吹入烘干风流；
6.所述制热循环组件包括第一压缩机、第二压缩机、蒸发器、冷凝器、冷凝蒸发器、第一节流装置及第二节流装置；所述冷凝蒸发器包括冷凝管道和蒸发管道，所述冷凝管道和所述蒸发管道之间具有热交换；所述第一压缩机、所述冷凝管道、所述第一节流装置以及所述蒸发器依次连通并形成第一制热循环管路，所述第一制热循环管路内流动有第一冷媒，所述第二压缩机、所述冷凝器、所述第二节流装置和所述蒸发管道依次连通并形成第二制热循环管路，所述第二制热循环管路内流动有第二冷媒，所述第二冷媒的使用温度范围高于所述第一冷媒的使用温度范围；
7.所述控制器用于控制所述第一压缩机和所述第二压缩机的工作状态，以使所述第一制热循环管路为所述第二制热循环管路加热。
8.在上述热泵干衣机的可选的实施方式中，所述冷凝器的至少部分结构设置于所述循环风道内，且所述冷凝器用于加热所述循环风道内的空气。
9.在上述热泵干衣机的可选的实施方式中，所述冷凝蒸发器还包括第一温度检测装置，所述第一温度检测装置设置在所述蒸发管道中，且所述第一温度检测装置与所述控制器电连接，所述第一温度检测装置用于检测所述冷凝蒸发器中蒸发管道的冷媒温度。
10.在上述热泵干衣机的可选的实施方式中，所述热泵干衣机还包括第二温度检测装置，所述第二温度检测装置与所述控制器电连接，所述第二温度检测装置用于检测热泵干衣机所处的环境温度。
11.在上述热泵干衣机的可选的实施方式中，所述第一节流装置为膨胀阀或毛细管，所述第二节流装置为膨胀阀或毛细管。
12.本发明另一实施例提供一种热泵干衣机的控制方法，所述控制方法包括：
13.获取所述热泵干衣机所处的环境温度；
14.若所述环境温度低于第二制热循环管路中第二冷媒的预设温度阈值，则控制第一制热循环管路对第二制热循环管路进行加热，其中所述第一制热循环管路中的冷凝部分和所述第二制热循环管路中的蒸发部分具有热传导，所述第一制热循环管路中的第一冷媒的使用温度范围低于所述第二制热循环管路中第二冷媒的使用温度范围；
15.当所述第二制热循环管路的蒸发端温度高于或等于所述第二冷媒的预设温度阈值后，控制所述第二制热循环管路进行加热。
16.在上述控制方法的可选的实施方式中，所述控制所述第二制热循环管路进行加热之后，所述控制方法还包括：检测所述第二制热循环管路中蒸发部分温度；
17.当所述蒸发部分的温度高于第一温度阈值时，所述第一制热循环管路停止加热；
18.当所述蒸发部分的温度低于第二温度阈值时，所述第一制热循环管路启动加热，其中，所述第一温度阈值高于所述第二温度阈值。
19.在上述控制方法的可选的实施方式中，所述获取所述热泵干衣机所处的环境温度之后，若所述环境温度高于或等于第二制热循环管路中第二冷媒的预设温度阈值，则直接控制所述第二制热循环管路进行加热。
20.在上述控制方法的可选的实施方式中，所述第二制热循环管路采用变频压缩机，所述循环风道内设有风机，所述控制方法还包括：
21.获取所述第二制热循环管路中压缩机的工作频率；
22.根据所述压缩机的工作频率调节循环风道中风机的转速，其中，所述第二制热循环管路用于加热所述循环风道中的空气，所述风机用于驱动所述循环风道中空气流动。
23.在上述控制方法的可选的实施方式中，所述根据所述压缩机的工作频率调节循环风道中风机的转速，所述控制方法包括：
24.在所述压缩机的工作频率从零上升至预设工作频率的过程中，不启动所述风机转动；
25.所述压缩机的工作频率为所述预设工作频率时，调节所述风机至预设转速；
26.所述压缩机的工作频率下降至低于所述预设工作频率时，使所述风机的转速大于所述预设转速。
27.本领域技术人员能够理解的是，本发明提供的热泵干衣机及其控制方法，其中热泵干衣机包括容纳腔、循环风道、制热循环组件以及控制器，循环风道和容纳腔连通。制热循环组件包括第一压缩机、第二压缩机、蒸发器、冷凝器、冷凝蒸发器、第一节流装置及第二节流装置；冷凝蒸发器包括冷凝管道和蒸发管道，冷凝管道和蒸发管道之间具有热交换。第一压缩机、冷凝管道、第一节流装置以及蒸发器依次连通并形成第一制热循环管路，第二压缩机、冷凝器、第二节流装置和蒸发管道依次连通并形成第二制热循环管路，所述第二制热循环管路内流动有第二冷媒，所述第二冷媒的使用温度范围高于所述第一冷媒的使用温度范围。控制器用于控制第一压缩机和第二压缩机的工作状态，以使第一制热循环管路为第二制热循环管路加热。本发明的技术方案利用第一制热循环向第二制热循环输送热量，让第二制热循环运行在最优工况，提高热泵干衣机在低温情况下的烘干效率。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明一实施例提供的热泵干衣机的结构示意图；
30.图2为本发明一实施例提供的制热循环组件的结构示意图；
31.图3为本发明一实施例提供的控制方法的流程示意图；
32.图4为本发明一实施例提供的控制方法的流程示意图；
33.图5为本发明一实施例提供的控制方法的流程示意图；
34.图6为本发明一实施例提供的控制方法的流程示意图；
35.图7为本发明一实施例提供的热泵干衣机的压缩机消耗的功率随热泵干衣机的运行时间变化曲线示意图；
36.图8为本发明一实施例提供的热泵干衣机的风机消耗的功率随热泵干衣机的运行时间变化曲线示意图。
37.附图标记说明：
38.1-热泵干衣机；
39.10-容纳腔；
40.20-循环风道；
41.30-制热循环组件；
42.40-风机；
43.50-第一制热循环管路；
44.60-第二制热循环管路；
45.31-第一压缩机；
46.32-第二压缩机；
47.33-蒸发器；
48.34-冷凝器；
49.35-冷凝蒸发器；
50.351-冷凝管道；
51.352-蒸发管道；
52.36-第一节流装置；
53.37-第二节流装置。
具体实施方式
54.首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
55.其次，需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示
装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
56.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.随着热泵干衣机技术的逐渐发展，除了传统通过晾晒来干燥衣物的方式，越来越多人选择用热泵干衣来干燥衣物。
58.相关技术中，通过热泵干衣机来对衣物进行干燥，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、循环风道以及干衣桶，压缩机、冷凝器、蒸发器以及节流装置形成冷媒循环回路，通过压缩机将冷媒加压升温，高温高压的冷媒进入冷凝器中，冷凝器将冷媒热量释放。冷媒经过节流装置降压后进入蒸发器，低温的冷凝液体通过蒸发器与外界的空气进行热交换，气化吸热达到制冷的效果。随后冷媒回流到压缩机中形成冷媒循环。
59.而冷凝器把干燥的冷空气变成干燥热空气，干燥热空气进入干衣桶内对衣物进行干燥，干燥热空气变为潮湿的冷空气，随后冷空气进入蒸发器，蒸发器凝结冷空气中的湿气变成水滴，干燥的冷空气进入冷凝器，周而复始形成风循环。
60.上述热泵干衣机，利用冷媒的形态变化进行能量转化，其主要的能量来源为空气中的热量。而当空气温度较低时，空气所携带的热量较少，在这种情况下，相关技术的热泵干衣机在低温下热量衰减加剧，制热效率较低，衣物烘干效果不佳。
61.本发明的技术方案利用第一制热循环向第二制热循环输送热量，让第二制热循环的冷媒运行在最优工况，从而提高整体能效比，提高热泵干衣机在低温情况下的烘干效率。
62.下面阐述本发明实施例的热泵干衣机及其控制方法的可选的技术方案。
63.实施例一
64.图1为本发明一实施例提供的热泵干衣机的结构示意图；图2为本发明一实施例提供的制热循环组件的结构示意图。请参照图1、图2。
65.如图1、图2所示，本实施例提供了一种热泵干衣机1，包括容纳腔10、循环风道20、制热循环组件30以及控制器(未示出)，循环风道20和容纳腔10连通，制热循环组件30用于加热循环风道20内的空气，以使循环风道20向容纳腔10内吹入烘干风流。容纳腔10为容纳待干燥衣物的容器，一般为圆桶状，容纳腔10连接有驱动电机。循环风道20内设有风机40，控制器与驱动电机电连接用以控制驱动电机转动，控制器与风机40电连接用以控制风机40转动。
66.其中，制热循环组件30包括第一压缩机31、第二压缩机32、蒸发器33、冷凝器34、冷凝蒸发器35、第一节流装置36及第二节流装置37。冷凝蒸发器35包括冷凝管道351和蒸发管道352，冷凝管道351和蒸发管道352之间具有热交换。第一压缩机31、冷凝管道351、第一节流装置36以及蒸发器33依次连通并形成第一制热循环管路50，第一制热循环管路50内流动有第一冷媒，第二压缩机32、冷凝器34、第二节流装置37和蒸发管道352依次连通并形成第二制热循环管路60。第二制热循环管路60内流动有第二冷媒，第二冷媒的使用温度范围高于第一冷媒的使用温度范围。第一压缩机31和第二压缩机32的类型，可以都是定频压缩机
或都是变频压缩机。或是第一压缩机31采用定频压缩机而第二压缩机32采用变频压缩机，反之亦然。
67.具体的，本实施例中，制热循环组件30包括第一制热循环管路50和第二制热循环管路60两个冷媒循环。第一制热循环管路50以及第二制热循环管路60通过冷凝蒸发器35耦合。在第一制热循环管路50中，第一压缩机31的排出口与冷凝蒸发器35的冷凝管道351入口连通，冷凝蒸发器35的冷凝管道351出口与第一节流装置36的入口连通，第一节流装置36的出口与蒸发器33的入口连通，蒸发器33的出口与第一压缩机31的吸入口连通，第一制热循环管路50内的第一冷媒经第一压缩机31处理依次流经冷凝蒸发器35、第一节流装置36以及蒸发器33，最后回流到第一压缩机31。在该循环中，冷凝蒸发器35冷凝管道351中的第一冷媒由气态变成液态，放出热量；而蒸发器33使第一冷媒沸腾汽化，吸收热量。第一节流装置36和第二节流装置37可以采用膨胀阀或毛细管等节流装置。
68.在第二制热循环管路60中，第二压缩机32的排出口与冷凝器34的入口连通，冷凝器34的出口与第二节流装置37的入口连通，第二节流装置37的出口与冷凝蒸发器35的蒸发管道352入口连通，冷凝蒸发器35的蒸发管道352出口与第二压缩机32的吸入口连通，第二制热循环管路60的第二冷媒经第二压缩机32处理依次流经冷凝器34、第二节流装置37以及冷凝蒸发器35，最后回流到第二压缩机32。在该循环中，冷凝蒸发器35中的第二冷媒沸腾汽化，吸收热量；冷凝器34使第二冷媒由气态变成液态，放出热量。
69.第二冷媒的使用温度范围大于第一冷媒的使用温度范围。具体的，第一冷媒选用低温制冷剂，而第二冷媒选用中温制冷剂，第一冷媒的可以在低温的环境下使第一制热循环管路50高效的制热，第一制热循环管路50产生的热量向第二制热循环管路60输送，使第二制热循环管路60的第二冷媒能够在良好的工况条件下工作，从而提高第二制热循环管路60的制热效率，提高整体能效比，提高热泵干衣机1在低温情况下的烘干效率。控制器用于控制第一压缩机31和第二压缩机32的工作状态，以使第一制热循环管路50为第二制热循环管路60加热。
70.在一个可选的实施方式中，冷凝器34的至少部分结构设置于循环风道20内，且冷凝器34用于加热循环风道20内的空气。容纳腔10用于容纳待干燥衣物，第二制热循环管路60的冷凝器34设于循环风道20内，第二制热循环管路60的冷凝器34放出热量，循环风道20内的循环风经冷凝器34加热后变成干燥热空气，风机40将干燥热空气送入容纳腔10，实现对衣物的干燥。
71.在一个可选的实施方式中，冷凝蒸发器35还包括第一温度检测装置(未示出)，第一温度检测装置设置在蒸发管道352中，且第一温度检测装置与控制器电连接，第一温度检测装置用于检测冷凝蒸发器35中蒸发管道352的冷媒温度。如此设置，可以方便的监控第二制热循环管路60中即将进入第二压缩机32的第二冷媒的温度状态。
72.在一个可选的实施方式中，热泵干衣机1还包括第二温度检测装置(未示出)，第二温度检测装置与控制器电连接，第二温度检测装置用于检测热泵干衣机1所处的环境温度。环境温度是热泵干衣机1所处的气温，即热泵干衣机1内循环风道20内空气的温度。同时，第二制热循环管路60还设有第三温度检测装置(未示出)，第三温度检测装置设置在冷凝器34内用于检测冷凝器34内第二冷媒的温度。
73.在一个可选的实施方式中，第一节流装置36和第二节流装置37为膨胀阀。膨胀阀
的作用是使中温高压的冷媒通过其节流成为低温低压的湿蒸汽。
74.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了与上述实施例中热泵干衣机对应的控制方法。
75.实施例二
76.图3为本发明一实施例提供的热泵干衣机的一种控制方法的流程示意图。请参照图1-图3。
77.如图3所示，在一个可选的实施方式中，控制方法包括：
78.s101、获取热泵干衣机所处的环境温度。
79.也就是说，在热泵干衣机进行干燥操作之前，控制器获取热泵干衣机所处的环境温度，也即循环风道内空气的温度。
80.s102、若环境温度低于第二制热循环管路中第二冷媒的预设温度阈值，则控制第一制热循环管路对第二制热循环管路进行加热，其中第一制热循环管路中的冷凝部分和第二制热循环管路中的蒸发部分具有热传导，第一制热循环管路中的第一冷媒的使用温度范围低于第二制热循环管路中第二冷媒的使用温度范围。
81.在获取到环境温度时，将环境温度与预设的第二冷媒的预设温度阈值进行比较，第二冷媒的预设温度阈值为预先设定的温度数值，这个第二冷媒的预设温度阈值可根据使用的冷媒种类设置，那么会存在环境温度比第二冷媒的预设温度阈值高、环境温度和第二冷媒的预设温度阈值相同以及环境温度比第二冷媒的预设温度阈值低三种情况。第一制热循环管路可以向第二制热循环管路传导热量。第二冷媒的预设温度阈值是用来判断是否需要启动第一制热循环管路的温度，第二冷媒的预设温度阈值可根据实际工况设置。同时为避免两个制热循环管路同时开启带来的能量消耗，在初期，即衣物负载温度较低，几乎不除湿的情况下，先启动第一制热循环管路，先把第一制热循环管路的热量积累起来。
82.具体的，在环境温度低于第二制热循环管路中第二冷媒的预设温度阈值的情况下，控制器则控制第一制热循环管路对第二制热循环管路的蒸发端进行加热，蒸发端即第二制热循环管路中用于蒸发冷媒的部分，可以是冷凝蒸发器中蒸发管道部分。第一制热循环管路中的冷凝部分可以向第二制热循环管路中的蒸发部分传导热量，第一制热循环管路中的第一冷媒的使用温度范围低于第二制热循环管路中第二冷媒的使用温度范围，在低温的情况下，第一制热循环管路制热效率更高。
83.s103、当第二制热循环管路的蒸发端温度高于或等于第二冷媒的预设温度阈值后，控制第二制热循环管路进行加热。
84.也就是说，第二制热循环管路的蒸发端温度已经到达第二冷媒的使用温度范围，能够满足第二制热循环管路高效制热的条件下，控制第二制热循环管路进行加热，提高制热效率。
85.图4为本发明一实施例提供的热泵干衣机的另一种控制方法的流程示意图。在一个可选的实施方式中，如图4所示，控制第二制热循环管路进行加热之后，控制方法还包括：
86.s201、检测第二制热循环管路中蒸发部分温度。
87.第二制热循环管路中蒸发部分温度指的是在第二制热循环管路中蒸发端温度，具体的，指的是冷凝蒸发器中蒸发管路内第二冷媒的温度。
88.s202、当蒸发部分的温度高于第一温度阈值时，第一制热循环管路停止加热。
89.也就是说，为了防止第二制热循环管路的第二压缩机工作温度过高，触发过热保护，预设有第一温度阈值，第一温度阈值可根据第二压缩机的型号以及第二冷媒的型号确定。当检测到冷媒温度到达第一温度阈值时，关闭第一制热循环管路，停止向第二制热循环管路输送热量。
90.s203、当蒸发部分的温度低于第二温度阈值时，第一制热循环管路启动加热，其中，第一温度阈值高于第二温度阈值。
91.也就是说，第一温度阈值可根据第二压缩机的型号以及第二冷媒的型号确定，为了使第一制热循环管路保持高效工作，当蒸发部分的温度低于第二温度阈值时，为了保证第二制热循环管路能够高效制热，获得良好的干燥效果，需要第一制热循环管路工作为第二制热循环管路提供热量。
92.在一个可选的实施方式中，获取热泵干衣机所处的环境温度之后，控制方法还包括：
93.若环境温度高于或等于第二制热循环管路中第二冷媒的预设温度阈值，则直接控制第二制热循环管路进行加热。
94.也就是说，环境温度比预设的第二冷媒的工况温度要高，第二冷媒能够在良好的温度下工作，第二制热循环管路能够在此工况条件下高效制热，为了节约能源，不需要启动第一制热循环管路。
95.图5为本发明一实施例提供的热泵干衣机中一种风机控制方式的流程示意图。在一个可选的实施方式中，如图5-图8所示，第二制热循环管路采用变频压缩机，循环风道内设有风机，控制方法还包括：
96.s301、获取第二制热循环管路中压缩机的工作频率。
97.具体的，这里压缩机的工作频率指的是压缩机运行的主要参数，在本实施例中，选择压缩机的转速作为其工作频率。
98.s302、根据压缩机的工作频率调节循环风道中风机的转速，其中，第二制热循环管路用于加热循环风道中的空气，风机用于驱动循环风道中空气流动。
99.控制器获得第二制热循环管路的压缩机的工作频率，根据第二制热循环管路的制热效率，选择合适的时机启动风机以及调整风机工作状态，提高整体能效。
100.进一步的，图6为本发明一实施例提供的热泵干衣机中另一种风机控制方式的流程示意图。图7为本发明一实施例提供的热泵干衣机的压缩机消耗的功率随热泵干衣机的运行时间变化曲线示意图。图8为本发明一实施例提供的热泵干衣机的风机消耗的功率随热泵干衣机的运行时间变化曲线示意图。如图5-图8所示，根据压缩机的工作频率调节循环风道中风机的转速，控制方法还包括：
101.s401、在压缩机的工作频率从零上升至预设工作频率的过程中，不启动风机转动。
102.在刚开始运行时，压缩机的工作频率从零开始增加，当压缩机的工作频率运行时间到达n1时，压缩机到达预设转速，其制热效率较高。风机在运行时间s1的转速为0，即在这一过程中风机不耗能。此时压缩机刚刚开始高效制热，第二制热循环管路制造的热量还不多，难以有效干燥衣物，风机并不转动。
103.s402、压缩机的工作频率为预设工作频率时，调节风机至预设转速。
104.当压缩机的工作频率在n1-n2的区间时，此区间压缩机消耗的功率恒定，压缩机以
预设工作频率运行。此区间中，随着压缩机的运行，第二制热循环管路能够高效稳定制热，此时风机运行在s1-s2这一区间，此时风机消耗的功率恒定，风机以预设转速运行。风机在压缩机的工作频率在预设频率下工作时，风机调整自身转速，高效传输热量。
105.s403、压缩机的工作频率下降至低于预设工作频率时，使风机的转速大于预设转速。
106.当压缩机的工作频率在n2-n3的区间时，压缩机在经过n1-n2这一段时间运行之后，由于容纳腔内的衣服已经变得干燥，系统的热负荷变小，压缩机消耗的功率逐渐降低。相对应的，虽然衣服的表面也干燥了，压缩机消耗的功率也降低了，但此时衣服里面还存在一些水分，风机在s2-s3这一区间工作时，为了快速烘干衣服里面的水分，会增加风机的转速，即增加风机的功耗，加速衣服内部的水分向衣服表面传递的过程，提高烘干效率。
107.通过上述描述可知，本实施例提供的热泵干衣机可以使热泵干衣机在低温的环境下高效制热，从而提高低温情况下的烘干效率。
108.本领域技术人员应当理解的是，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，"多个"的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
109.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
110.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。