干衣装置和洗衣机的制作方法

1.本发明涉及烘干衣物技术领域，更具体地说，涉及一种干衣装置，本发明还涉及一种洗衣机。


背景技术：

2.干衣机或者具有干衣功能的洗衣机，利用热风实现对衣物的快速干燥。干燥过衣物的空气具有较高的热量及含湿量，直接外排会严重影响周围环境，通过冷凝除湿，可回收这部分空气再利用，实现湿热废气零排放。冷凝除湿的原理是将湿热空气冷却到露点温度以下，使其中的水蒸气冷凝，以达到降低空气中水蒸汽含量的目的，再加热空气可达到满足要求的相对湿度及温度，即可重新对衣物进行干燥。
3.但是，目前通过引进室内空气与湿热空气换热的方式，实现对湿热空气冷凝除湿的目的，受室内空气温度限制，冷凝除湿效率较低，影响了烘干效率。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于公开一种干衣装置，以提高烘干效率。
5.本发明的另一目的在于公开一种具有上述干衣装置的洗衣机，以提高烘干效率。
6.为了达到上述目的，本发明公开如下技术方案：
7.一种干衣装置，包括用于放置衣物的烘干腔，还包括用于对所述烘干腔排出的湿热空气进行冷凝除湿的冷凝除湿器，所述冷凝除湿器包括：
8.双冷换热器，具有密封隔开的热流体流道和冷流体流道，所述热流体流道用于供湿热空气流过，所述冷流体流道用于供冷却介质流过，冷却介质包括冷却液和室内空气，以使冷却介质与湿热空气换热进而冷凝湿热空气，所述热流体流道的进气口与所述烘干腔的排气口连通，所述热流体流道的出气口与所述烘干腔的回气口连通；
9.驱动湿热空气流向所述热流体流道的第一风扇；
10.用于向所述冷流体流道通入冷却液的冷源；
11.驱动室内空气流向所述冷流体流道的第二风扇；
12.用于检测室内空气温度的温度传感器；
13.与所述温度传感器连接的控制器，当所述室内空气温度小于第一目标温度值时，所述控制器至少控制所述第二风扇运转以使所述冷流体流道内流入室内空气；当所述室内空气温度不小于所述第一目标温度值时，所述控制器控制所述第二风扇停止运转并控制所述冷源向所述冷流体流道内通入冷却液；
14.其中，所述热流体流道的出气口与所述烘干腔的回气口之间设置有加热器。
15.优选的，上述干衣装置中，当所述室内空气温度小于所述第一目标温度值并大于第二目标温度值时，所述控制器控制所述第二风扇运转，同时控制所述冷源向所述冷流体流道内通入冷却液；当所述室内空气温度小于所述第二目标温度值时，所述控制器控制所述第二风扇运转，同时控制所述冷源停止向所述冷流体流道内通入冷却液；
16.其中，所述第二目标温度值小于所述第一目标温度值。
17.优选的，上述干衣装置中，所述冷流体流道包括液冷流体流道和风冷流体流道，所述液冷流体流道用于供冷却液流过，所述风冷流体流道用于供室内空气流过；所述冷源包括：
18.存储有冷却液的储液结构，所述储液结构的出液口与所述液冷流体流道的进液口连接，所述储液结构的回液口与所述液冷流体流道的出液口连接；
19.驱动所述冷却液在所述储液结构与所述液冷流体流道之间循环流动的循环泵。
20.优选的，上述干衣装置中，还包括用于对冷却液降温的半导体制冷器和设置在所述半导体制冷器热端的第三风扇，且所述半导体制冷器热端设置有散热翅片。
21.优选的，上述干衣装置中，所述半导体制冷器设置在所述储液结构的出液口与所述液冷流体流道的进液口之间，所述半导体制冷器的冷端设置有供冷却液流过的换热流道。
22.优选的，上述干衣装置中，所述换热流道为蛇形盘管，所述蛇形盘管与所述半导体制冷器的冷端紧密贴合。
23.优选的，上述干衣装置中，所述储液结构为顶部具有开口的储液槽，所述半导体制冷器设置于所述储液槽，所述第三风扇设置于所述开口处，且所述半导体制冷器冷端与所述储液槽内的冷却液接触。
24.优选的，上述干衣装置中，所述双冷换热器包括多层换热板，相邻的所述换热板之间设置有第一间隔以形成多层所述热流体流道，每层所述换热板均包括平行布置的两层液冷板，两者之间设置有第二间隔以形成所述风冷流体流道，两层所述液冷板均设置有空腔以形成所述液冷流体流道；
25.其中，所述储液结构的出液口通过一根供液管连接分流器与所有所述液冷流体流道的进液口连接，所有所述液冷流体流道的出液口通过汇流器连接一根回液管与所述储液结构的回液口连接。
26.优选的，上述干衣装置中，两层所述液冷板均为吹胀板，且用于与湿热空气接触的外表面布满凸筋。
27.优选的，上述干衣装置中，所述冷却液为水、乙二醇、石墨烯的混合液；
28.湿热空气在所述热流体流道的热流体流向垂直于冷却介质在所述冷流体流道的冷流体流向。
29.从上述的技术方案可以看出，本发明公开的干衣装置包括用于放置衣物的烘干腔，用于对烘干腔排出的湿热空气进行冷凝除湿的冷凝除湿器；其中，冷凝除湿器包括双冷换热器，具有密封隔开的热流体流道和冷流体流道，热流体流道用于供湿热空气流过，冷流体流道用于供冷却介质流过，冷却介质包括冷却液和室内空气，以使冷却介质与湿热空气换热进而冷凝湿热空气，热流体流道的进气口与烘干腔的排气口连通，热流体流道的出气口与烘干腔的回气口连通；驱动湿热空气流向热流体流道的第一风扇；用于向冷流体流道通入冷却液的冷源；驱动室内空气流向冷流体流道的第二风扇；用于检测室内空气温度的温度传感器；与温度传感器连接的控制器，当室内空气温度小于第一目标温度值时，控制器至少控制第二风扇运转以使冷流体流道内流入室内空气；当室内空气温度不小于第一目标温度值时，控制器控制第二风扇停止运转并控制冷源向冷流体流道内通入冷却液；其中，热
流体流道的出气口与烘干腔的回气口之间设置有加热器。
30.干衣装置进行烘干工作时，热风在烘干腔内流经衣物表面，对衣物进行加热，同时带走蒸发产生的大量水蒸气，此时空气为高热量高含湿量的湿热空气，通过烘干腔排气口对湿热空气进行过滤；然后由第一风扇引流至双冷换热器的热流体流道的进气口，进入双冷换热器的热流体流道；
31.同时通过温度传感器检测室内空气的温度，并将检测的温度发送给控制器，当室内空气温度小于第一目标温度值时，控制器至少控制第二风扇运转以使冷流体流道内流入室内空气，至少利用室内空气作为冷却介质；当室内空气温度不小于第一目标温度值时，控制器控制第二风扇停止运转并控制冷源向冷流体流道内通入冷却液，利用冷却液作为冷却介质。
32.在双冷换热器中，通过温度较低的冷却介质对温度较高的湿热空气进行冷却，降低湿热空气的温度和湿度；湿热空气经冷凝后从热流体流道的出气口排出，引流至加热器，加热至目标烘干温度后由烘干腔的回气口进入烘干腔，回收利用再次用于干燥衣物；冷却介质经换热后温度升高，由冷流体流道的出口流出。
33.综上所述，本发明的双冷换热器采用液冷和风冷相结合的方式，根据室内空气的温度选择冷却液和/或室内空气作为冷却介质对湿热空气进行冷凝除湿；当室内空气的温度小于第一目标温度值时，至少通过天气冷时的低温室内空气采用风冷方式对湿热空气进行冷凝除湿，减少了冷却液冷凝的换热量，从而节省了能源；当室内空气的温度不小于第一目标温度值，室内空气不足以满足湿热空气的冷凝除湿要求时，通过冷却液采用液冷方式对湿热空气进行冷凝除湿，从而消除了室内空气温度的限制，而且冷却液的比热容较大，冷凝除湿效率较高，从而提高了烘干效率。
34.此外，本发明的湿热废气不直接外排，用于循环干燥衣物，减小了对环境的影响。
35.本发明还公开了一种洗衣机，包括具有洗衣腔的洗衣筒，还包括上述任一种干衣装置，所述洗衣腔形成所述干衣装置的烘干腔，由于上述干衣装置具有上述效果，具有上述干衣装置的洗衣机具有同样的效果，故本文不再赘述。
附图说明
36.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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1是本发明实施例公开的干衣装置的冷凝除湿器的工作原理示意图；
38.图2是本发明实施例公开的双冷换热器的结构示意图；
39.图3是本发明实施例公开的双冷换热器的冷热流体流向示意图；
40.图4是本发明实施例公开的半导体制冷器和第三风扇的相对位置结构示意图；
41.图5是本发明实施例公开的液冷板的换热界面结构示意图。
具体实施方式
42.本发明实施例公开了一种干衣装置，提高了烘干效率。
43.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.请参考附图1-5，本发明实施例公开的干衣装置包括用于放置衣物的烘干腔，用于对烘干腔排出的湿热空气进行冷凝除湿的冷凝除湿器；其中，冷凝除湿器包括双冷换热器1，具有密封隔开的热流体流道13和冷流体流道，热流体流道13用于供湿热空气流过，冷流体流道用于供冷却介质流过，冷却介质包括冷却液和室内空气，以使冷却介质与湿热空气换热进而冷凝湿热空气，热流体流道13的进气口与烘干腔的排气口连通，热流体流道13的出气口与烘干腔的回气口连通；驱动湿热空气流向热流体流道13的第一风扇7；用于向冷流体流道通入冷却液的冷源；驱动室内空气流向冷流体流道的第二风扇6；用于检测室内空气温度的温度传感器；与温度传感器连接的控制器，当室内空气温度小于第一目标温度值时，控制器至少控制第二风扇6运转以使冷流体流道内流入室内空气；当室内空气温度不小于第一目标温度值时，控制器控制第二风扇6停止运转并控制冷源向冷流体流道内通入冷却液；其中，热流体流道13的出气口与烘干腔的回气口之间设置有加热器。
45.需要说明的是，干衣装置的机体设置有用于将室内空气引入冷流体流道的进风口和将室内空气引出冷流体流道的出风口，进风口和出风口均与外界连通。
46.干衣装置进行烘干工作时，热风在烘干腔内流经衣物表面，对衣物进行加热，同时带走蒸发产生的大量水蒸气，此时空气为高热量高含湿量的湿热空气，通过烘干腔排气口对湿热空气进行过滤；然后由第一风扇7引流至双冷换热器1的热流体流道13的进气口，进入双冷换热器1的热流体流道13；
47.同时通过温度传感器检测室内空气的温度，并将检测的温度发送给控制器，当室内空气温度小于第一目标温度值时，控制器至少控制第二风扇6运转以使冷流体流道内流入室内空气，至少利用室内空气作为冷却介质；当室内空气温度不小于第一目标温度值时，控制器控制第二风扇6停止运转并控制冷源向冷流体流道内通入冷却液，利用冷却液作为冷却介质。
48.在双冷换热器1中，通过温度较低的冷却介质对温度较高的湿热空气进行冷却，降低湿热空气的温度和湿度；湿热空气经冷凝后从热流体流道13的出气口排出，引流至加热器，加热至目标烘干温度后由烘干腔的回气口进入烘干腔，回收利用再次用于干燥衣物；冷却介质经换热后温度升高，由冷流体流道的出口流出。
49.综上所述，本发明的双冷换热器1采用液冷和风冷相结合的方式，根据室内空气的温度选择冷却液和/或室内空气作为冷却介质对湿热空气进行冷凝除湿；当室内空气的温度小于第一目标温度值时，至少通过天气冷时的低温室内空气采用风冷方式对湿热空气进行冷凝除湿，减少了冷却液冷凝的换热量，从而节省了能源；当室内空气的温度不小于第一目标温度值，室内空气不足以满足湿热空气的冷凝除湿要求时，通过冷却液采用液冷方式对湿热空气进行冷凝除湿，从而消除了室内空气温度的限制，而且冷却液的比热容较大，冷凝除湿效率较高，从而提高了烘干效率。
50.此外，本发明的湿热废气不直接外排，用于循环干燥衣物，减小了对环境的影响。
51.优选的实施方式中，当室内空气温度小于第一目标温度值并大于第二目标温度值
时，控制器控制第二风扇6运转，同时控制冷源向冷流体流道内通入冷却液；当室内空气温度小于第二目标温度值时，控制器控制第二风扇6运转，同时控制冷源停止向冷流体流道内通入冷却液；其中，第二目标温度值小于第一目标温度值。
52.上述第一目标温度值选择为不足以满足热湿空气冷凝条件时的室内空气临界温度，具体为30℃；上述第二目标温度值选择为单独采用室内空气不足以满足冷凝程度要求，需要结合采用液冷的方式时的室内空气临界温度，具体为20℃；当然，该两个目标温度值根据实际的烘干参数的调整，进行适应性改变。
53.干衣装置进行烘干工作时，通过温度传感器检测室内空气的温度小于20℃时，控制器控制第二风扇6运转以将室内空气引入冷流体流道，此时环境温度足够低，仅利用室内空气作为冷却介质与湿热空气热交换，即可满足冷凝程度要求，尤其适用于无暖气地区在冬天及初春室内温度低的情况。；当室内空气的温度位于20℃与30℃之间时，控制器控制第二风扇6运转以将室内空气引入冷流体流道，同时控制冷源向冷流体流道内通入冷却液，此时环境温度不够低，室内空气不足以满足冷凝程度要求，利用室内空气和冷却液作为冷却介质同时与湿热空气热交换，既能满足冷凝要求，还能减少冷却液用量，节省能源；当室内空气的温度大于或等于30℃时，控制器仅控制冷源向冷流体流道内通入冷却液，此时环境温度较高，室内空气所起的冷凝作用有限，还可能会影响冷却液对湿热空气的冷凝效果，所以仅利用冷却液作为冷却介质与湿热空气热交换，提高了冷凝效率。
54.上述实施方式能够最大程度地节省能源，降低成本；本发明还可以仅设置第一目标温度值，当室内空气温度小于第一目标温度值时，仅采用风冷；反之，仅采用液冷。
55.具体的，冷流体流道包括液冷流体流道和风冷流体流道12，液冷流体流道用于供冷却液流过，风冷流体流道12用于供室内空气流过。本技术分别通过液冷流体流道引入冷却液，通过风冷流体流道12引入室内空气，两者冷却介质具有单独的流道，方便冷却介质的切换。可以理解的是，上述冷流体通道还可以仅包括一个流道，当采用风冷时，通入室内空气；当采用液冷时，通入冷却液。
56.冷源包括存储有冷却液的储液结构3，储液结构3的出液口与液冷流体流道的进液口14连接，储液结构3的回液口与液冷流体流道的出液口15连接；驱动冷却液在储液结构3与液冷流体流道之间循环流动的循环泵。需要说明的是，由于储液结构3内冷却液的热容量较大，相同的热量下产生的温升较小，所以从液冷流体流道流出的冷却液，进入储液结构3后，能够降温。
57.为了方便冷却液在储液结构3的热进冷出，储液结构3的出液口设置在储液结构3的底部，储液结构3的回液口设置在储液结构3的顶部，使升温后的冷却液由上方进入，温度较低的冷却液由下方流出，保证了冷却液的降温效果。
58.干衣装置进行烘干工作时，采用液冷方式时，双冷换热器1在循环泵的作用下，储液结构3内的冷却液由储液结构3的出液口引流至双冷换热器1的液冷流体流道。在双冷换热器1中，通过温度较低的冷却液对温度较高的湿热空气进行冷却，降低湿热空气的温度和湿度；冷却液经换热后温度升高，由液冷流体流道的出液口15流出，接着由储液结构3的回液口回流到储液结构3，进行冷却降温，降温后的冷却液由储液结构3的出液口再次流经液冷流体流道的进液口14进入液冷流体流道，实现冷却液的循环流动，保证冷却效果。
59.冷凝除湿器整体放置在干衣装置的冷凝腔内，冷凝腔与烘干腔独立设置。冷却液
存在于循环封闭系统中，通过储液结构3实现冷却液的循环冷却利用，减少了冷却液消耗。可以理解的是，本发明还可以利用供水管作为冷源，利用持续流出的水作为冷却液。
60.进一步的，干衣装置还包括用于对冷却液降温的半导体制冷器8和设置在半导体制冷器8热端的第三风扇10，且半导体制冷器8热端设置有散热翅片9。为了简化结构，散热翅片9为直线型，均匀分散地布满半导体制冷器8热端的端面。
61.本发明利用储液结构3内大容量的冷却液对升温后的冷却液进行降温，以及利用半导体制冷器8对冷却液进行辅助降温，同时通过散热翅片9增加散热效率，利用第三风扇10的扰动周围气流，实现腔体内强制对流，利于半导体制冷器8热端散热，可使冷却液达到较低温度，制冷效率较高，进而提高了对湿热空气的冷凝效率，从而提高整个干衣装置的工作效率，实现快干。
62.当然，本发明还可以不设置上述半导体制冷器8，使第三风扇10向储液结构3吹风。
63.一具体的实施方式中，半导体制冷器8设置在储液结构3的出液口与液冷流体流道的进液口14之间，半导体制冷器8的冷端设置有供冷却液流过的换热流道。
64.本实施例中，储液结构3的出液口流出的冷却液，先流入半导体制冷器8的换热流道，利用半导体制冷器8对冷却液再次降温，可使冷却液达到较低温度，再流入液冷流体流道的进液口14。本实施例利用半导体制冷器8针对性地对流入液冷流体流道的冷却液进行冷却，冷却效率较高。
65.如图4所示，为了进一步提高对冷却液的降温效率，换热流道为蛇形盘管4，蛇形盘管4与半导体制冷器8的冷端紧密贴合。储液结构3的出液口连接蛇形盘管4的进液口，从储液结构3流出的经初级冷却的冷却液通过管路进入蛇形盘管4，通过半导体制冷器8进一步冷却，冷却液经降温处理后，通过蛇形盘管4的出液口与液冷流体流道的进液口14相连的管路，引流至双冷换热器1的液冷流体流道，重新用于对湿热空气冷却。
66.可替换的，上述换热流道还可以为其他结构，如环形盘管，或者中空的冷却块，只要能够提供使冷却液流过的腔体即可。
67.另一具体的实施方式中，储液结构3为顶部具有开口的储液槽。储液槽的开口能够实现与外界的换热，提高冷却液的冷却效率。当然，储液结构3也可以为封闭的储液箱、储液桶等。
68.本实施例中，半导体制冷器8设置于储液槽，第三风扇10设置于开口处，且半导体制冷器8冷端与储液槽内的冷却液接触。本实施例利用半导体制冷器8冷端对储液槽内的冷却液进行降温，实现间接冷却冷却液，同样加快了冷却液的冷却效率。
69.如图1-2所示，双冷换热器1包括多层换热板，相邻的换热板之间设置有第一间隔以形成多层热流体流道13，每层换热板均包括平行布置的两层液冷板11，两者之间设置有第二间隔以形成风冷流体流道12，两层液冷板11均设置有空腔以形成液冷流体流道；其中，储液结构3的出液口通过一根供液管连接分流器5与所有液冷流体流道的进液口14连接，所有液冷流体流道的出液口15通过汇流器2连接一根回液管与储液结构3的回液口连接。
70.每层热流体流道13具有相对设置的进气口、出气口，每层换热板包括由液冷板11形成的间隔布置的两层液冷流体流道和位于两层液冷流体流道之间的风冷流体流道12，每层液冷流体流道具有相对设置的进液口14、出液口15，每层风冷流体流道12具有相对设置的进风口、出风口。
71.当采用液冷方式时，冷却液在液冷流体流道的进液口14、出液口15分别实现分流及汇流，降温后的冷却液在液冷流体流道的进液侧处分流后，分别进入各层液冷流体流道的进液口14，通过液冷板11与湿热空气进行换热，升温后的冷却液在双冷换热器1所有的液冷流体流道的出液口15汇流后，通过管路引流到储液结构3的进液口进行冷却。
72.当采用风冷方式时，利用第二风冷将室内空气引入风冷流体流道12，通过对两侧的换热板冷却降温，来间接对位于换热板远离风冷流体流道12一侧的湿热空气进行冷凝，升温后的室内空气排出。
73.在双冷换热器1中，多层热流体流道13将湿热空气分为多股，利用多层换热板形成的多层冷流体流道，分散对湿热空气进行冷却，增加了湿热空气与冷却液的换热接触面积，同时保证了换热均匀性，提高了冷凝效率。可以理解的是，本发明的双冷换热器1还可以为其他结构，如间隔布置在同一层的液冷换热管和空冷换热管，换热管之间具有间隙供湿热空气流过，或者相邻两层换热管之间设置热流体流道13。
74.为了方便加工，两层液冷板11均为吹胀板，且用于与湿热空气接触的外表面布满凸筋。吹胀板采用铝合金，内部布置相互流通的流路，形成液冷流体流道，便于冷却液流通。与湿热空气接触的换热界面为吹胀板的板面，换热效率较高；如图5所示，凸筋为圆环形，当然也可以为其他形状。吹胀板的外表面作为冷热流体的换热界面，凸筋利于增强气流扰动，强化换热，提高了对湿热空气的冷凝效率。当然，该换热板的表面还可以为平面。
75.液冷板11形成风冷流体流道12的外表面还可以设置翅片，增大风冷的换热面积，强化换热。
76.为了进一步优化上述技术方案，冷却液为水、乙二醇、石墨烯的混合液。该冷却液可以满足低温工况不结冰，换热能力强的要求，而且成本较低，水的载热能力强，可以实现高效率水冷凝。冷却液还可以采用其他液体，如碳氢制冷剂、氟利昂等。
77.为了方便布局，湿热空气在热流体流道13的热流体流向垂直于冷却介质在冷流体流道的冷流体流向。如图3所示，湿热空气的流向为a向，冷却介质的流向b向，a向与b向垂直布置；此时，冷却介质的进出管道不会干扰湿热空气在热流体流道13的进出，保证了换热效率。可以理解的是，a向与b向还可以平行布置；作为冷却介质的冷却液和室内空气的流向也可以相同或者不同。
78.本发明的干衣装置可以为单独的干衣机，也可以为具有烘干功能的洗衣机上的结构。
79.本发明实施例还公开了一种洗衣机，包括具有洗衣腔的洗衣筒，还包括上述任一项实施例提供的干衣装置，上述洗衣腔形成干衣装置的烘干腔，提高了烘干效率，其优点是由干衣装置带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。
80.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
81.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。