[发明专利]用于家用器具的热泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于家用器具、尤其是衣物处理器具的热泵，该热泵 包括压缩机、冷凝器、节流器和蒸发器。本发明还涉及一种包括这种热泵 的家用器具、尤其是衣物处理器具。

背景技术

这种具有热泵的衣物干燥机通常包括制冷剂回路和空气路径。所述制 冷剂回路包括通过制冷剂管路串联地连接的压缩机、冷凝器、节流器和蒸 发器。制冷剂流动通过压缩机、冷凝器、节流器和蒸发器(以该顺序)，并 且通过将它们相互连接的管路。制冷剂在过程空气流动通过空气路径时借 助于冷凝器将热量释放至过程空气，并且借助于蒸发器从流动通过空气路 径的过程空气获得热和湿气。压缩机通过压缩制冷剂回路中的制冷剂来将 机械能转换为热能。

在空气路径或过程空气回路中，过程空气从滚筒流至蒸发器。在滚筒 出口处，空气处于中等温度并且相对较湿。在蒸发器处，空气被冷却和除 湿并且随后流动至冷凝器，空气在冷凝器处被加热。热且干燥的空气然后 再次被引入滚筒中，在滚筒中空气从滚筒中所容纳的衣物吸收湿气。由此， 蒸发器和冷凝器作为具有制冷剂侧和过程空气侧的热交换器而作用。如在 现有技术文件EP1632736A2、EP1593770B1、WO2013/060626A1、WO 2013/023958A1、WO2012/065916A1、WO2011/080045A1、US 2010/0154248A1和US2011/0209484A1中所示，热泵在衣物干燥机中的使 用以及它的常规布局在本领域中是普遍知晓的。

蒸发器和冷凝器可以是管翅式。蒸发器和冷凝器的管可以是如现有技 术文件WO2008/004802A3、EP2261416A1、EP2244044A2、EP2644768 A1、EP2418448A1、WO2013/153972A1、EP2468948A2和EP1593770 B1中所示的分开的实体，或者可以如现有技术文件WO2008/004802A3所 示联接在共同的核心中。在平行于所述管的长度的前视图中，所述管可成 列(或行)布置，所述列(或行)各包括多个管。相邻列之间的距离被称 为“纵向间距”，并且一列的相邻管之间的距离被称为“横向间距”。

蒸发器和冷凝器另一典型构造是所谓的铝单管式(无霜型)，其中，铝 管被弯曲且翅片在不存在管展开(expansion)的情况下沿着铝管布置。

目前在热泵干燥机中使用的蒸发器和冷凝器的管的外直径如下：对于 管翅式蒸发器和冷凝器而言是3/8″(9.525mm)和7mm，而对于铝单管式 蒸发器和冷凝器而言是8mm。

包括热泵的衣物干燥机与仅使用电加热器的传统衣物干燥机相比具有 提高的效率(以kWh/kg计)。因此，与传统干燥机相比，包括热泵的衣物 干燥机的与运行有关的二氧化碳排放由于其较低的电耗而通常更低。然而， 热泵中使用的制冷剂与它的GWP(“全球变暖潜能”)必须被考虑，GWP 通过制冷剂向大气中的直接或间接的排放而促进总的TEWI(“变暖影响总 当量”)。如今，热泵中使用的典型的制冷剂为氟化烃化合物(HFC)，氟化 烃化合物的GWP可高达1500或者甚至更高。

降低这些系统的TEWI的一个可能性是使用具有低GWP的碳氢化合物 制冷剂，如R-290(丙烷)或R-1270(丙烯)。这些制冷剂的主要缺点是它 们易燃，因此IEC60335-2-11标准将衣物干燥机中制冷剂的最大装料量限制 为150g。通常已知的是，对于特定系统可具有最佳制冷剂装料量，但是 IEC60335-2-11标准所定的150g制冷剂限制通常低于用于衣物干燥机热泵 的制冷剂的最佳装料量。

效率也受压缩机影响。例如，旋转式压缩机的效率被它的部件的不同 几何尺寸所影响，包括排放口、吸入口、转子和圆柱的几何尺寸。这些几 何尺寸的变化意味着机械摩擦的差异以及压缩机中制冷剂的热动力学行为 的差异。更详细地，压缩机中的、确定压缩机效率的损耗包括以下损耗： 源于电机损耗的能量损耗、摩擦损耗、因不理想的压缩而产生的压缩损耗、 因气体脉动和过压缩而产生的阀损耗、和润滑剂泵送损耗、以及源于因阀 和气缸盖尺寸而产生的余隙体积损耗的质量流量损耗、泄漏损耗、回流损 耗、因气缸入口处的气体密度而产生的吸入气体加热损耗，和因润滑剂流 而产生的损耗。

发明内容