[发明专利]一种深度除湿设备侧向安置热泵干衣柜

说明书

技术领域

本发明涉及干衣柜设计技术领域，尤其涉及一种除湿系统侧面设置、具有低冷凝压力深度过冷深度除湿的热泵干衣柜。

背景技术

热泵的节能特点，使之在采暖、热水、干燥等等领域，获得了广泛的应用。其中，含湿物料的干燥，需要巨量热量，是耗能大户。将含湿物料进行加热干燥时，在干燥作业之后，产生了大量低品位热湿空气，如果能够使用热泵技术对这些低品位热湿空气进行热湿回收，既节约了巨量能量，又减少了热湿空气对环境的污染，具有重要的经济价值和环境意义。

现有的热泵干衣机，大都是在滚筒洗衣机基础上，加装热泵式加热与除湿设备而成；热泵式干衣机，大都采用空气闭路循环方式。空气闭路循环热泵干衣机用于间歇式的潮湿衣物干燥作业时，也即潮湿衣物先后被“一笼一笼”地(间歇式地)放置在热泵冷凝器之后的干燥空气中进行干燥去湿时，空气经冷凝器加热成高温度、低湿度的干燥空气，流过潮湿衣物进行干燥作业；在干燥过程的早期阶段即恒速干燥阶段，干燥空气作“等焓”变化，空气的焓值(能量密度)不变，但干燥空气温度大幅下降、相对湿度和绝对含湿量快速增加，干燥空气的显热转变成了水蒸汽的潜热，空气的湿负荷快速增大。在完成干燥操作之后，携带了大量湿负荷(水蒸汽)的湿热空气，流进热泵蒸发器，在蒸发器中放热降温，当湿热空气温度下降到相应的湿空气露点温度以下，空气中的水蒸汽在蒸发器上放热冷凝析出。经过蒸发器析出了部分水蒸汽的饱和空气，再次经冷凝器加热成高温度、低湿度的干燥空气，进入下一个干燥循环。

但是，现有的热泵干燥和制冷除湿技术，存在着以下问题：

1、冷凝器通风量偏小，冷凝压力抬高，造成压缩机的功耗增大、压差增大、压缩比增大、能效比降低

现有技术中的制冷除湿系统在运行时，冷凝器中高温高压制冷剂气体的冷凝放热量，是制冷剂气体从蒸发器带来的降温除湿时湿空气放出的显热Q1、湿空气中水蒸汽冷凝热Q2和压缩机对低压制冷剂气体的压缩功A三者的总和，一般是蒸发器侧的湿空气降温放出的显热Q1的3倍左右。而制冷除湿系统的冷凝器、蒸发器处在同一个风道内，共用一个风机，采用串联方式通风；为了蒸发器对吸入空气能够有效降温到空气的露点温度之下进行除湿，风机的通风量就不能太大；而满足了蒸发器降温除湿的通风量，对于冷凝器来说又偏小；致使流经冷凝器的空气温度上升过大，带动冷凝器冷凝温度抬高，也就是冷凝压力抬高，造成制冷除湿系统冷凝压力与蒸发压力的压差增大，压缩机的功耗增大、压缩比增大，能效比降低。

蒸发器冷凝器风道串联的传统热泵干燥系统(或制冷除湿系统)的出风温度，可以在湿空气焓湿图上推导出来。

参考图9，假设蒸发器冷凝器风道串联的制冷除湿装置所吸入的空气状态对应于空气焓湿图上的a点，即吸入空气的温度、湿度、焓值分别为40℃、40％RH、89KJ/(kg干空气)；从a点出发，40℃、40％RH、89kJ/(kg干空气)的含湿空气，流经蒸发器被降温到24℃、100％RH、72kJ/(kg干空气)的b点，即成为饱和空气；饱和空气在蒸发器中进一步降温，即有水蒸汽放热冷凝析出，出蒸发器时空气的温度湿度焓值分别变为c点的21℃、100％RH、62kJ/(kg干空气)，实现除湿3.3g/(kg干空气)；在a→b→c的过程中，湿空气焓值变化(焓差)为27kJ/(kg干空气)；这27kJ/(kg干空气)湿空气的焓差(热量)被蒸发器吸收，转化为制冷剂的汽化热，再被压缩机输送到冷凝器中释放出来；仅冷凝器释放出这一块的焓差(热量)，c点空气即被冷凝器加热干燥到c’点，空气状态即从c点变化为48.3℃、22％RH、89kJ/(kg干空气)的c’点；而冷凝器放热量是蒸发器吸热量与压缩机压缩功之和，所以再加上压缩机的压缩功，流过冷凝器的空气的状态即从48.3℃、22％RH、89kJ/(kg干空气)的c’点进一步上升到56℃、15％RH、97kJ/(kg干空气)的c”点。冷凝器的出风温度达到56℃，为实现冷凝器对空气放热冷凝器内的制冷剂的冷凝温度还要高于出风温度，高达60℃左右。

如果进一步降低蒸发器里的制冷剂蒸发温度以实现含湿空气的深度除湿，例如在焓湿图上从a点出发，将a点40℃、40％RH、89kJ/(kg干空气)的含湿空气，流经蒸发器降温除湿到15.2℃、100％RH、43kJ/(kg干空气)的e点，则冷凝器的出风的温度、湿度、焓值将分别达到70℃、5.5％RH、99kJ/(kg干空气)，冷凝器里的制冷剂的冷凝温度将达到75℃左右。

这样的制冷除湿系统的冷凝压力与蒸发压力的压差太大，压缩机的功耗太大、压缩比太高，能效比太低，这样的工况是不安全的！