CN103339314A - 操作热泵干燥机的方法以及热泵干燥机 - Google Patents

Abstract

一种热泵干燥机（1），包括过程空气回路和热泵单元（5），热泵单元（5）具有用于冷却过程空气（4）的主制冷剂蒸发器（6）、用于加热过程空气（4）的主制冷剂冷凝器（7）、布置在过程空气回路外部且连接在热泵单元（5）的压缩机（8）与主制冷剂蒸发器（6）之间的辅助制冷剂蒸发器（16）以及适于将空气流冲击在辅助制冷剂蒸发器（16）处的至少一个辅助风扇（18）。热泵干燥机（1）的至少一个废热产生部件（25）、辅助制冷剂蒸发器（16）和辅助风扇（18）的相互布置成使得辅助风扇（18）适于将由从废热产生部件（25）释放的热量加热的环境空气冲击在辅助蒸发器（16）处，和/或至少一个温度传感器（23）布置在过程空气回路外部且提供用于检测辅助制冷剂蒸发器（16）所布置的位置周围的环境空气的温度。

Description

操作热泵干燥机的方法以及热泵干燥机

技术领域

本申请涉及操作热泵干燥机的方法以及热泵干燥机。

背景技术

从例如EP0999302B1、EP1884586A2和US2005/0066538中已知热泵干燥机以及操作热泵干燥机的相应方法。在转筒式干燥机中，加热的且干燥的过程空气被引导通过放置在干燥筒中的湿衣物。加热的且干燥的过程空气吸收湿气并且由此干燥衣物。此后，对该过程空气进行除湿、再加热以及再循环通过干燥筒，等等。

已知的热泵干燥机使用用于除湿和再加热的主热泵单元。主热泵单元包括用于对过程空气进行冷却和除湿的主制冷剂蒸发器以及用于再加热过程空气的主制冷剂冷凝器。

对于已知的干燥机，设置有辅助热交换器，以使得除湿和再加热最佳化。特别地，能够缩短加热阶段，并且根据情况，能够去除过量的热量。已知使用风扇将例如环境空气流的空气流冲击在辅助热交换器处，由此进一步使得干燥过程最佳化。

虽然已知的具有辅助热交换器的热泵干燥机比普通的热泵干燥机更有效，但是仍希望将干燥过程进一步最佳化，特别是有鉴于能量效率考虑。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种操作包括辅助热交换器的热泵干燥机——优选为热泵转筒式干燥机——的更有效的方法。此外，将提供相应的热泵干燥机，优选为热泵转筒式干燥机。

该目的通过独立权利要求来实现。由从属权利要求获得本发明的实施方式。

根据本发明，提供了热泵干燥机，该热泵干燥机包括过程空气回路和热泵单元，该热泵单元具有用于冷却过程空气的主制冷剂蒸发器、用于加热过程空气的主制冷剂冷凝器、布置在过程空气回路外部且连接在热泵单元的压缩机与主制冷剂蒸发器之间的辅助制冷剂蒸发器、适于将空气流冲击在辅助制冷剂蒸发器处的至少一个辅助风扇，其特征在于，热泵干燥机的至少一个废热产生部件、辅助制冷剂蒸发器和辅助风扇相互布置成使得辅助风扇适于将由从废热产生部件释放的热量加热的环境空气冲击在辅助蒸发器处，和/或至少一个温度传感器布置在过程空气回路的外部且设置用于检测辅助制冷剂蒸发器所布置的位置周围的环境空气的温度。

优选地，辅助制冷剂蒸发器、辅助风扇和热泵干燥机的废热产生部件关于空气流、辅助风扇气流的相互布置为如下布置中的至少一种布置：

-辅助风扇、辅助制冷剂蒸发器和废热产生部件串联布置，

-辅助风扇布置在废热产生部件与辅助制冷剂蒸发器之间，

-辅助制冷剂蒸发器布置在废热产生部件与辅助风扇之间，

-辅助风扇、辅助制冷剂蒸发器和废热产生部件关于由辅助风扇产生的空气流大体上对准，

-辅助风扇、辅助制冷剂蒸发器和废热产生部件大体上沿着由辅助风扇产生的空气流的方向布置。

优选地，温度传感器按如下方式中的至少一种方式布置：

-靠近或处于辅助制冷剂蒸发器处，

-靠近或处于辅助风扇处，

-在辅助制冷剂蒸发器与辅助风扇之间，

-在热泵干燥机的废热产生部件与辅助风扇之间，

-在热泵干燥机的废热产生部件与辅助制冷剂蒸发器之间。

优选地，废热产生部件包括电气设备和/或电子设备和/或动力设备和/或被动设备。

优选地，废热产生部件包括至少一个电马达和/或至少一个用于改变电马达的速度的控制器。

优选地，该用于改变电马达的速度的控制器是变频器。

优选地，辅助风扇适于从热泵干燥机的机壳内侧、机壳外侧中的至少一者抽吸空气，并且优选从热泵干燥机的后侧、前侧或底侧抽吸空气。

优选地，辅助制冷剂蒸发器是双模式热交换器，该双模式热交换器布置在过程空气回路的外部且适于在蒸发器模式或冷凝器模式下操作。

优选地，热泵干燥机还包括辅助制冷剂冷凝器，该辅助制冷剂冷凝器布置在过程空气的外部且连接在热泵单元的制冷剂膨胀装置与主制冷剂冷凝器之间。

根据本发明，提供了一种操作热泵干燥机的方法，该热泵干燥机包括过程空气回路和热泵单元，该热泵单元具有用于冷却过程空气的主制冷剂蒸发器、用于加热过程空气的主制冷剂冷凝器、布置在过程空气回路的外部且连接在热泵单元的压缩机与主制冷剂蒸发器之间的辅助制冷剂蒸发器以及适于将空气流冲击在辅助制冷剂蒸发器处的至少一个辅助风扇，其中，该方法包括如下步骤：

-操作和控制辅助风扇，从而朝向辅助蒸发器引导由从废热产生部件释放的热量加热的环境空气，和/或

-监测辅助制冷剂蒸发器所布置的位置周围的环境空气的温度且基于监测到的温度对辅助风扇进行操作和控制。

优选地，该方法包括操作废热产生部件从而对辅助制冷剂蒸发器所布置的位置周围的环境空气进行加热的步骤。

优选地，根据下述项中的至少一项启用和停用辅助风扇：

-制冷剂与靠近或者处于辅助制冷剂蒸发器处的空气之间的温度差，该制冷剂温度优选为靠近或处于主制冷剂蒸发器处测得的温度，

-靠近或处于辅助制冷剂蒸发器、辅助风扇和/或热泵干燥机的废热产生部件处的空气温度，

-制冷剂的温度和/或制冷剂的压力，二者优选在靠近或处于主蒸发器的制冷剂出口测得，

-靠近或处于辅助制冷剂蒸发器的制冷剂出口或入口处的制冷剂的温度，

-制冷剂与靠近或处于辅助制冷剂蒸发器处的空气之间的温度差，

-过程空气的温度和/或过程空气的湿度，二者优选为靠近或处于热泵转筒式干燥机的滚筒的过程空气入口处的温度和湿度。

优选地，如果靠近或处于主制冷剂蒸发器的出口处的制冷剂的温度或靠近或处于辅助蒸发器的入口处的制冷剂的温度至少低于第一预设温度，则启用辅助风扇，并且其中，如果靠近或处于主制冷剂蒸发器的出口处的制冷剂的温度或靠近或处于辅助热交换器的入口处的制冷剂的温度至少高于第一预设温度，则停用辅助风扇。

优选地，其中，如果所述相应的风扇空气流的温度至少高于主制冷剂蒸发器的制冷器出口处的制冷剂的温度或辅助蒸发器的入口处的制冷剂的温度，则启用辅助风扇，并且其中，如果风扇空气流的温度至少低于主制冷剂蒸发器的制冷剂出口处的制冷剂的温度，则停用辅助风扇。

根据一个方面，提供了操作热泵转筒式干燥机的方法，该热泵转筒式干燥机包括主热泵单元，该主热泵单元具有用于冷却过程空气的至少一个主制冷剂蒸发器、用于加热过程空气的至少一个主制冷剂冷凝器、布置在过程空气回路的外部且连接在或能够连接在至少一个主制冷剂蒸发器中的至少一个与至少一个主制冷剂冷凝器中的至少一个之间的至少一个辅助热交换器、以及适于将空气流冲击在至少一个辅助热交换器的相应一个辅助热交换器处的至少一个辅助风扇。

通过使用制冷剂和过程空气中的至少一者的所选的温度、湿度和/或压力值，制冷剂循环控制单元能够启用和停用该至少一个辅助风扇。

本发明尤其基于这样的发现，即，如果从包括下列项的组中选择温度和/或压力值，则能够改善这种热泵转筒式干燥机的效率：制冷剂的温度和制冷剂的压力，二者优选在靠近或处于主蒸发器或主冷凝器的制冷剂出口或入口处测得；靠近或处于辅助热交换器的制冷剂出口或入口处的制冷剂的温度；靠近或处于辅助热交换器处的空气温度，特别是冲击在至少一个辅助热交换器处的空气流的温度；靠近或处于主蒸发器或主冷凝器的制冷剂出口或入口处的制冷剂与空气流之间的温度差；制冷剂与靠近或处于辅助热交换器、优选辅助蒸发器处的空气之间的温度差；过程空气的温度和过程空气的湿度，二者优选为靠近或处于热泵转筒式干燥机的滚筒的过程空气入口处的温度和湿度。

辅助热交换器可以是辅助制冷剂蒸发器，该辅助制冷剂蒸发器能够连接在主制冷剂蒸发器与在辅助制冷剂回路中操作的压缩机之间。此处，至少一个辅助风扇适于将空气流冲击在辅助制冷剂蒸发器处。

还能够根据下列项中的至少一项启用和停用至少一个辅助风扇：

-制冷剂与靠近或处于辅助制冷剂蒸发器处的空气之间的温度差，该温度优选在靠近或处于主制冷剂蒸发器处测得，以及

-靠近或处于辅助制冷剂蒸发器处的空气温度。

应当指出，“靠近或处于辅助制冷剂蒸发器或辅助热交换器处的空气温度”指的是辅助制冷剂蒸发器或辅助热交换器布置在热泵干燥机中的位置/方位/处所的周围的环境空气的温度。

优选地，辅助制冷剂蒸发器或辅助热交换器布置在热泵干燥机的外壳的内部并且优选设置在热泵干燥机的底座处。

优选地，由制冷剂循环控制单元使用的相应的温度和压力值通过热泵转筒式干燥机的布置在相应位置处的温度传感器和压力传感器中的至少一者进行测量。该温度传感器和压力传感器可以是任何已知类型的。特别地，可以使用所谓的NTC（负温度系数）或PTC（正温度系数）温度传感器或其它温度传感器。

如果靠近或处于主制冷剂蒸发器的出口处的制冷剂的温度或者靠近辅助热交换器的入口处的制冷剂的温度至少低于第一预设温度，则能够例如启用至少一个辅助风扇中的至少一个，并且其中，如果靠近或处于主制冷剂蒸发器的出口处的制冷剂的温度或靠近辅助热交换器的入口处的制冷剂的温度至少高于第一预设温度，则停用该至少一个风扇。如果辅助热交换器操作为辅助制冷剂蒸发器，则是特别有利的，因为在这种情况下，环境空气和/或部件的废热增强的空气（特别是由从部件——特别是从干燥机的电气部件和电子部件，诸如马达——释放的热量加热的环境空气）的冲击在例如辅助蒸发器处的空气流的热量能够被有效地利用，即，用于加速加热阶段。

特别地，如果相应的风扇空气流至少高于——即，高于和/或等于——主制冷剂蒸发器的出口处的制冷剂的温度，则能够启用风扇。此处，第一预设温度为冲击在辅助热交换器处的环境空气和/或部件的废热增强的空气的温度。在本示例中，辅助热交换器优选是辅助制冷剂蒸发器。如果风扇空气流的温度至少低于主蒸发器的制冷剂出口处的制冷剂的温度，则停用该至少一个风扇。

在实施方式中，如果靠近或处于主热交换器或辅助热交换器的出口处的制冷剂的温度至少低于第二预设温度，则停用至少一个辅助风扇中的至少一个，并且其中，如果靠近或处于主热交换器或辅助热交换器的出口处的制冷剂的温度至少高于第二预设温度，则启用该至少一个辅助风扇。如果辅助热交换器操作为辅助制冷剂冷凝器，则这种操作模式是特别有利的。此处，通过冷却辅助制冷剂冷凝器，能够从热泵转筒式干燥机去除过量的热量。

如已经指示出的，所提出的方法的实施方式提供：至少一个辅助热交换器中的至少一个操作为辅助制冷剂蒸发器和/或辅助制冷剂冷凝器。

通过将辅助热交换器用作联接至热泵单元的辅助制冷剂蒸发器，能够缩短热泵单元的初始加热阶段。将辅助热交换器用作辅助制冷剂冷凝器，能够去除在热泵转筒式干燥机操作过程中可能产生的过量的热量。因此，能够改善热泵转筒式干燥机的性能。

在实施方式中，辅助热交换器中的至少一个在双模式下操作，即，在第一操作循环下，用作辅助制冷剂蒸发器，并且，在第二操作循环下，用作辅助制冷剂冷凝器。此处，换向器——优选包括一个或多个阀——可以用于在蒸发器模式与冷凝器模式之间切换。蒸发器模式可以用在热泵转筒式干燥机的初始操作阶段以加速加热过程。冷凝器模式可以用在稍后的阶段以去除过量的热量。

能够响应下列项中的至少一项执行第一操作模式与第二操作模式之间的切换：

-制冷剂的温度/压力，

-过程空气的温度/湿度，

-靠近或处于辅助热交换器处的环境空气的温度，

-靠近或处于辅助热交换器处的环境空气温度与制冷剂温度——优选在靠近或处于主蒸发器处检测到——之间的温度差。

然而，也可以将至少一个辅助热交换器中的至少一个操作为辅助制冷剂蒸发器，并且可以将至少一个辅助热交换器中的至少一个操作为辅助制冷剂冷凝器。在这种情况下，提供了辅助制冷剂蒸发器和辅助制冷剂冷凝器。

如上文中已经指出的，通过至少一个风扇中的至少一个使得环境空气和来自热泵转筒式干燥机的部件的废热增强空气中的至少一者冲击在至少一个辅助热交换器中的至少一个辅助热交换器处。比冷凝器制冷剂冷的环境空气可以冲击在辅助制冷剂冷凝器处，以有效地去除在操作热泵转筒式干燥机的过程中产生的过量的热量。具有高于蒸发器制冷剂的温度的环境空气和/或来自热泵转筒式干燥机的部件的废热增强的空气可以冲击在辅助制冷剂蒸发器处，以使得在热泵转筒式干燥机的初始操作阶段中的加热最佳化。

如能够看到的，通过至少一个第一辅助风扇能够使环境空气以及热泵转筒式干燥机的诸如马达以及其他电子部件之类的部件的废热增强空气以第一空气流冲击在辅助制冷剂蒸发器处。此外，通过至少一个第二辅助风扇能够使环境空气以第二空气流冲击在辅助制冷剂冷凝器处。

在一个实施方式中，可以提供：在第一操作阶段与第二操作阶段之间的中间操作阶段中通过控制器单元停用至少一个辅助热交换器，其中，在第一操作阶段和第二操作阶段中，分别启用至少一个辅助热交换器中的至少一个。中间阶段可以是辅助热交换器用于加速加热的初始阶段与辅助热交换器用于去除热泵转筒式干燥机***的过量的热量的阶段之间的时间间隔。

如能够看到的，所提出的方法允许更有效地操作包括辅助热交换器的热泵转筒式干燥机。

根据另外的方面，提供了一种包括主热泵单元的热泵转筒式干燥机，该主热泵单元具有用于冷却过程空气的至少一个主制冷剂蒸发器和用于加热过程空气的至少一个主制冷剂冷凝器、至少一个辅助热交换器，该至少一个辅助热交换器布置在过程空气回路的外部且连接或能够连接在至少一个主制冷剂蒸发器中的至少一个与至少一个主制冷剂冷凝器中的至少一个之间。

至少一个热交换器可实施为作为辅助制冷剂蒸发器进行操作，并且至少一个热交换器可实施为作为辅助制冷剂冷凝器进行操作。

热泵转筒式干燥机还可以包括适于将空气流冲击在至少一个辅助热交换器中的相应一个辅助热交换器处的至少一个辅助风扇。该风扇可以布置为且适于将环境空气和来自热泵转筒式干燥机的部件的废热增强空气中的至少一者冲击在至少一个辅助热交换器中的至少一个辅助热交换器处、特别是辅助制冷剂蒸发器或辅助制冷剂冷凝器处。特别地，至少一个辅助风扇可以适于且布置为将空气流冲击在辅助制冷剂蒸发器处，并且至少一个辅助风扇适于且布置为将空气流冲击在辅助制冷剂冷凝器处。在每种情况下，可以提供一个或数个相应的辅助风扇。

所提出的热泵转筒式干燥机还可以包括制冷剂循环控制单元，该制冷剂循环控制单元适于且设计成用于根据所提出的方法或其任何实施方式来操作热泵转筒式干燥机。

关于热泵转筒式干燥机的优点和有利效果，将参照结合所提出的方法或其任何实施方式进行的讨论。热泵转筒式干燥机可以包括相应的温度传感器——具体为NTC和PTC温度传感器——以及相应的湿度和压力传感器，相应的温度传感器、相应的湿度和压力传感器连接至制冷剂循环控制单元并且适于且定位为测量相应的温度、湿度以及压力值。相应的温度、湿度以及压力值能够用于操作至少一个辅助风扇。温度差的计算或结合相应的温度和压力值进行的其它操作能够由循环控制单元执行。此外，至少一个辅助热交换器可以是辅助制冷剂蒸发器和辅助制冷剂冷凝器。相应的辅助风扇以及——视具体情况而定——相关的管道等可以提供和布置成使得将相应的空气流充分地冲击在至少一个辅助热交换器处。可以经由设置在热泵转筒式干燥机机壳中的前开口、后开口或侧开口而从热泵转筒式干燥机的外部获取用于产生相应空气流的空气。还可以至少部分地从热泵转筒式干燥机机壳内部获取用于产生相应空气流的空气。

热泵转筒式干燥机可包括热泵单元，该热泵单元具有用于冷却过程空气的主制冷剂蒸发器、用于加热过程空气的主制冷剂冷凝器，并且还包括分别连接在主制冷剂蒸发器与主制冷剂冷凝器或在辅助制冷剂循环中操作的压缩机之间的至少一个辅助制冷剂蒸发器和至少一个辅助制冷剂冷凝器。在这种情况下，热泵转筒式干燥机包括可彼此独立地操作的辅助制冷剂蒸发器和辅助冷凝器。这具有如下优点：能够以更灵活的方式使加热阶段和去除过量热量的过程彼此独立地最佳化，特别是从能量方面考虑。例如，可以通过在初始操作进程中操作辅助制冷剂蒸发器使加热阶段最佳化。可以在要求从制冷剂中去除过量的热量以保持最佳的制冷剂工作条件的后期进程或阶段中操作辅助制冷剂冷凝器。

在辅助制冷剂蒸发器和辅助制冷剂冷凝器都能够获得的情况下，至少一个辅助热交换器可以为能够在热蒸发器模式和热冷凝器模式下操作的双模式热交换器。在这种情况下，可以根据相应的需要、特别是响应或根据如上文进一步描述的某些参数值，将热交换器从辅助蒸发器模式切换至辅助冷凝器模式，或者将热交换器从辅助冷凝器模式切换至辅助蒸发器模式。这种参数值可以包括制冷剂、过程空气、环境空气的温度、压力和/或湿度值。

如刚刚所提出的热泵转筒式干燥机可以包括制冷剂循环控制单元，该制冷剂循环控制单元适于且设计成用于根据所提出的方法或其任何实施方式操作热泵转筒式干燥机。关于优点和有利的效果，参照上文的讨论。

热泵转筒式干燥机的至少一个辅助风扇适于将环境空气和来自热泵转筒式干燥机的部件的废热增强空气中的至少一者冲击在至少一个辅助热交换器中的至少一个辅助热交换器处。

在至少一个辅助热交换器操作为辅助制冷剂蒸发器的情况下，辅助制冷剂蒸发器、至少一个辅助风扇和热泵转筒式干燥机的马达或其它废热产生部件关于辅助风扇气流的相互布置为下列布置中的至少一种布置：

-辅助风扇、辅助制冷剂蒸发器（16）和马达串联布置，

-辅助风扇布置在马达与辅助制冷剂蒸发器之间，

-辅助制冷剂蒸发器布置在马达与辅助风扇之间，

至少一个辅助风扇可以并且在一些优选的情况下适于从热泵转筒式干燥机的机壳或壳体内部、机壳外部中的至少一者抽吸空气、特别是从热泵转筒式干燥机的后侧、前侧或底侧抽吸空气。

布置在过程空气回路外侧且提供用于测量或检测空气温度的温度传感器可优选地布置在靠近或处于辅助制冷剂蒸发器处。测得的温度可以用于控制至少一个辅助风扇的操作。

布置在过程空气回路外部的至少一个温度传感器中的至少一个温度传感器可以布置下列位置中的至少一个位置处：靠近或处于至少一个辅助制冷剂蒸发器处，靠近或处于至少一个辅助风扇处，在至少一个辅助制冷剂蒸发器中的一个辅助制冷剂蒸发器与至少一个辅助风扇之间，在热泵转筒式干燥机的废热产生部件——特别是电气部件——与至少一个辅助风扇之间，在热泵转筒式干燥机的废热产生部件——特别是诸如马达之类的电气部件——与至少一个辅助制冷剂蒸发器之间。

如通过上述讨论变得明显的是，所提出的方法和热泵转筒式干燥机适于改善操作效率，特别地是就能量方面而言。特别地，因为能够缩短初始加热阶段，所以它们在加速干燥衣物的过程中是有效的。此外，因为能够通过辅助冷凝器的功能去除过量的热量，所以能够在后期操作阶段中获得或保持最佳的制冷剂工作条件。

附图说明

现在将结合附图对本发明的实施方式进行描述，附图中，

图1示意性地示出了热泵转筒式干燥机的全面构造；

图2图解加热阶段的制冷剂入口和出口的温度；

图3示意性地示出了热泵转筒式干燥机的第二构造；

图4示意性地示出了热泵转筒式干燥机的第三构造；

图5示出了图4所示的第三构造的第一操作模式；

图6示出了图4所示的第三构造的第二操作模式；以及

图7示出了热泵转筒式干燥机的某些部件的布置，并且具体地示出了辅助制冷剂蒸发器布置在热泵干燥机中的位置/方位/处所。

具体实施方式

热泵干燥机的实施方式的下列说明不应当解释为限制本发明的范围。特别地，在任意图中联合示出的特征能够如上文所讨论的单独实施或以任何其它组合的方式实施。

除非特别说明，否则，贯穿所有图中的相似元件由相似附图标记表示。图可以不是按照真实的比例绘制，并且不同图的比例可以不同。

图1示意性地示出了热泵转筒式干燥机1、优选为热泵转筒式干燥机的全面构造。“全面”是指该构造示出的特征和部件比实施本发明所需的特征和部件多。

热泵干燥机1包括优选为旋转滚筒的干燥室2，待干燥的湿衣物3能够布置在干燥室2中。为了干燥衣物3，过程空气4循环通过包括干燥室2的过程空气回路。更详细地，具有比较低的相对湿度的经加热的过程空气4给送至干燥滚筒2中而冲击湿衣物3并且吸收或取走湿衣物3的湿气。

具有比较高的相对湿度的过程空气4离开干燥滚筒2并且被冷却而从干燥滚筒2去除湿气。此后，对过程空气4进行再加热，由此减小其相对湿度，并且再次给送至干燥滚筒2中。

为了使过程空气4除湿并再加热，热泵转筒式干燥机1包括热泵单元5。热泵单元5包括主制冷剂蒸发器6和主制冷剂冷凝器7。为了干燥衣物3，过程空气回路还包括主制冷剂蒸发器6和主制冷剂冷凝器7。

此外，热泵单元5包括压缩机8，该压缩机8将主制冷剂蒸发器6与主制冷剂冷凝器7之间相互连接。更详细地，主制冷剂蒸发器出口9连接至压缩机入口10。压缩机出口11连接至主制冷剂冷凝器入口12。主制冷剂冷凝器出口13经由诸如节流元件14、毛细管或可调节阀之类的制冷剂膨胀装置连接至主制冷剂蒸发器入口15。这样，至此所描述的热泵单元5对应于普通转筒式干燥机热泵，通过该热泵将热量从主制冷剂蒸发器6传递至主制冷剂冷凝器7。具体地，在热泵单元闭合回路中循环的制冷剂在主制冷剂蒸发器6处被冷却并且在主制冷剂冷凝器7处被加热。

主制冷剂蒸发器6处的相对较低的温度用于对已经离开干燥滚筒2的过程空气4进行冷却——即，除湿。主制冷剂冷凝器7处的相对较高的温度用于对给送至干燥滚筒2的过程空气4进行再加热。

热泵单元5还包括两个辅助热交换器，在本示例中为辅助制冷剂蒸发器16和辅助制冷剂冷凝器17。应当指出，确切地提供两个辅助热交换器并非是强制性的。而是，辅助制冷剂热交换器的数量可以从一个变化到几乎任意的数量。

辅助制冷剂蒸发器16置于主制冷剂蒸发器6与压缩机8之间。辅助制冷剂冷凝器17置于主制冷剂冷凝器7与主制冷剂蒸发器6之间、主制冷剂冷凝器7的下游但是节流元件14的上游。应当指出，在图1中由小箭头指示制冷剂流的方向。辅助热交换器布置在过程空气回路的外侧，即，辅助热交换器不受过程空气4的冲击。

辅助制冷剂蒸发器16用于加速将热量传递至主制冷剂冷凝器7，即，加速热泵转筒式干燥机1的加热阶段。

辅助制冷剂冷凝器用于从可能变成与转筒式干燥机操作的后期阶段相关的制冷剂中去除过量的热量。如能够看到的，辅助热交换器的用途相当特殊。因此，如在文中所提供和提出的，要求充分且精确地操作辅助热交换器，并且要求提供相应的操作条件。

为了更好地控制辅助热交换器，提供了第一风扇18和第二风扇19，该第一风扇18和第二风扇19分别适于将空气流冲击在辅助制冷剂蒸发器16和辅助制冷剂冷凝器17处。

发明人已发现，考虑到能量方面，根据沿着热泵制冷剂回路或过程空气回路的特定位置处测得的制冷剂和/或过程空气4的所选的温度或压力，充分地控制第一风扇18以及——如果适用的话——第二风扇19是至关重要的。

因此，所提出的热泵转筒式干燥机还包括制冷剂循环控制单元20，该制冷剂循环控制单元20适于且设计成根据如以下示例性地阐述的特定温度值来控制第一风扇18和第二风扇19。应当指出，也可以使用制冷剂压力值或过程空气压力值或过程空气湿度值来控制第一风扇18和第二风扇19。通常，可以使用到目前所提及的以及下文中将要提及的所有的温度和/或压力值，具体地但不限于辅助制冷剂蒸发器16布置处的空气温度以及辅助制冷剂蒸发器布置处的空气与优选在靠近或处于主制冷剂蒸发器6处检测到的制冷剂之间的温度差。

为了测量各个温度值，循环控制单元20与第一温度传感器21至第四温度传感器24相连。基于分别指示为第一温度值至第四温度值的温度值，制冷剂循环控制单元20能够如下地启用和停用第一风扇18和第二风扇19：

由第一温度传感器21测得的且基本上与主制冷剂蒸发器6与辅助制冷剂蒸发器16之间的制冷剂温度对应的第一温度值能够与冲击在辅助制冷剂蒸发器6处的空气流的温度——即，第三温度值——一起使用。如果第一温度值低于第三温度值，则能够启用第一风扇18。如果第一温度值高于第三温度值，则能够再次停用第一风扇18。这样做时，至少能够使热泵单元5的初始加热阶段加速。具体地，能够保持第一风扇18启用，直至冲击在辅助制冷剂蒸发器16处的空气流的温度大约等于辅助制冷剂蒸发器16处的制冷剂的温度时为止，即，或换言之，直至第一温度值与第三温度值大约相等时为止。如果第一温度值高于第三温度值，则应当停用第一风扇18，因为在第一温度值高于第三温度值的情况下，可导致负的能量平衡。

为了将冲击在辅助制冷剂蒸发器16或辅助双模式热交换器27处的空气流的温度保持在尽可能高的水平，使用由来自热泵转筒式干燥机1的部件的经废热增强的空气是有利的。这种废热可以例如由热泵转筒式干燥机1的至少一个废热产生部件——诸如例如为电气设备、电子设备、动力设备、被动设备、电马达、用于改变电气设备的速度的例如变频器的控制器——产生。以这种方式使用废热改善了热泵转筒式干燥机1的能量效率。

例如，尽管在正常条件下辅助制冷剂蒸发器16或辅助双模式热交换器27所布置的位置周围的环境空气的温度在20℃至23℃的范围内变化（显然，如果热泵干燥机放置在外面，则温度可能不同），在环境空气由从电马达（例如）释放的热量加热的情况下，环境空气的温度能够根据辅助制冷剂蒸发器16或辅助双模式热交换器27、辅助风扇18、辅助风扇19和电马达的相互布置而在30℃至45℃的范围内变化。

很容易理解，这在热泵干燥机1的初始操作期间通过使热泵单元的加温阶段加速而具有有利的效果。

第一风扇18还能够或交替地根据第四温度值——即，干燥滚筒2的入口区域处的过程空气温度——进行控制。在比较低的第四温度值下，即，表示热泵转筒式干燥机1仍处于初始加热阶段，则可以启用第一风扇18。只要第四温度值达到正常操作条件的给定阈值指示值，则可以再次停用风扇18。

现在转向将空气流冲击在辅助制冷剂冷凝器17处的第二风扇19，使用第二温度值，即，主制冷剂冷凝器7的制冷剂出口处的制冷剂的温度。如已经提到过的，为了消除或甚至防止制冷剂过热的目的而提供辅助制冷剂冷凝器17。因此，如果第二温度达到或超过预设的过热温度水平，则启用第二风扇19。在温度处于或低于该水平的情况下，能够或者将要停用第二风扇19，以获得最佳的操作和稳定的条件，特别是就能量方面而言。

出于完整性的目的，应当提及的是，热泵转筒式干燥机1包括第三风扇26，该第三风扇26适于且设计为使过程空气4在热泵转筒式干燥机1内循环。

图2图解了制冷剂蒸发器入口温度T_i、制冷剂蒸发器出口温度T_o以及环境空气温度T_a与运行时间的关系曲线。环境空气温度T_a可以是在有或者没有干燥机1的电气部件或电子部件提供加热的情况下辅助制冷剂蒸发器16所布置的区域的环境空气的温度。在正常条件下，环境空气温度T_a随着时间的推移保持恒定。在热泵转筒式干燥机1的加热阶段，出口温度T_o首先上升，然后下降并且最终再次上升。入口温度T_i具有相似的特性。特别在出口温度T_o低于环境空气温度T_a的时间间隔内，即在图2中由双箭头指示的时间间隔内，辅助制冷剂蒸发器16能够有效地用于缩短热泵转筒式干燥机1的加热阶段。

图3示出省去了辅助制冷剂冷凝器17和相关部件的不同构造。对于第二构造，仅使用或能够使用第二温度值——即，主制冷剂冷凝器出口13处的制冷剂温度——和第三温度值——即，冲击在辅助制冷剂蒸发器16的空气流的温度。在使用这些温度值或很可能仅使用第三温度值时，至少能够大体上指示加热阶段并且能够相应地操作第一风扇18，具体如结合图1和图2所描述的那样。如能够看到的，对于第二构造，能够使热泵转筒式干燥机1的加热阶段最佳化。

图4示意性地示出热泵转筒式干燥机的第三构造。为了清楚起见，仅示出了热泵单元5的部件。与第一构造相比的不同之处在于，第三构造包括替代辅助制冷剂蒸发器16和辅助制冷剂冷凝器17的辅助双模式热交换器27。该双模式热交换器能够操作为辅助制冷剂蒸发器和辅助制冷剂冷凝器。

辅助双模式热交换器27经由管道和阀28——在本示例中为三通阀——与压缩机8、主制冷剂蒸发器6和主制冷剂冷凝器7连接。

如果阀28的开关位置使得能够获得如图5所指示的管道，则辅助双模式热交换器27充当辅助制冷剂蒸发器。在图5中，停用的管道显示为灰色阴影，而启用的管道显示为黑色。为了加速加热过程，能够在初始操作阶段选择尽可能具有根据图5的管道的操作模式。

在稍后的操作进程中，当出现过热的问题时，辅助双模式热交换器27能够用作辅助制冷剂冷凝器，以去除过量的热量。将辅助双模式热交换器27操作为辅助制冷剂冷凝器所需的管道显示在图6中，其中，停用的管道显示为灰色阴影，而启用的管道显示为黑色。

在具有换向器的单个辅助双模式热交换器27的情况下或在分开的辅助冷凝器和辅助蒸发器的情况下，控制单元、特别是制冷剂循环控制单元20可响应如下某些特定参数而从一种模式切换至另一种模式或启用/停用辅助制冷剂冷凝器和辅助制冷剂蒸发器的风扇：

-制冷剂的温度/压力，

-过程空气4的温度/湿度，

-辅助蒸发器所布置处的环境空气的温度，

-辅助蒸发器所布置处的环境空气温度与（优选靠近或处于主蒸发器处检测到的）制冷剂温度之间的温度差。

如能够看到的，提供辅助双模式热交换器27从功能方面而言给出了与提供辅助制冷剂蒸发器16和辅助制冷剂冷凝器17的构造相同的优点，但是由于能够将仅一个热交换器安装在干燥机处，所以附加地提供了节约空间和部件的可能性。应当提及的是，能够提供与第一风扇18和第二风扇19相当的、适于将相应的空气流冲击在双模式热交换器27处的至少一个风扇，优选地能够提供单个风扇。

图7示出了热泵转筒式干燥机的所选的部件的布置。更详细地，示出了热泵转筒式干燥机的辅助蒸发器16、辅助风扇18和马达25，在本示例中这些部件串联布置。

辅助风扇18布置在马达25与辅助制冷剂蒸发器16之间。辅助风扇18能够操作为使得产生从马达25朝向辅助制冷剂蒸发器16的辅助风扇气流。

在马达25的操作期间产生废热。这种废热将导致热泵转筒式干燥机的机壳内的温度升高。特别地，被引导、吹动或在本示例中被抽吸通过具有废热源的区域的空气被加热且冲击在辅助制冷剂蒸发器16处。在这种情况下，能够大大地减少辅助制冷剂蒸发器16的初始加热时间并且能够减小能量消耗。应当指出，能够设想出马达25或其它废热产生元件或部件、辅助风扇18和辅助制冷剂蒸发器16的其它布置，诸如例如上文进一步提及的布置。

在图7中，还示出了温度传感器23，该温度传感器23布置在马达25与辅助风扇18之间。温度传感器23提供用于确定靠近或处于马达25和辅助风扇18处的空气温度。能够使用由温度传感器23检测到的温度来控制辅助风扇18，如上文进一步描述的。

应当指出，可以提供多于一个的温度传感器，所述温度传感器可放置在不同的位置处，诸如靠近或处于至少一个辅助制冷剂蒸发器16处，介于辅助制冷剂蒸发器16与辅助风扇18之间，介于废热产生部件——诸如热泵转筒式干燥机的马达或电气部件——与至少一个辅助制冷剂蒸发器16之间。

还应当指出，马达25、辅助风扇18和辅助制冷剂蒸发器16的相互布置可以与图7所示的布置不同，从而能够设想出用于温度传感器的可替代的或其它位置。

总之，能够看出，热泵转筒式干燥机以及操作该热泵转筒式干燥机的相应方法使得能够更有效地、特别地在能量方面更有效地操作转筒式干燥机。

附图标记列表

1       热泵转筒式干燥机

2       干燥滚筒

3       衣物

4       过程空气

5       热泵单元

6       主制冷剂蒸发器

7       主制冷剂冷凝器

8       压缩机

9       主制冷剂蒸发器出口

10      压缩机入口

11      压缩机出口

12      主制冷剂冷凝器入口

13      主制冷剂冷凝器出口

14      节流元件

15      主制冷剂蒸发器入口

16      辅助制冷剂蒸发器

17      辅助制冷剂冷凝器

18      第一/辅助风扇

19      第二/辅助风扇

20      制冷剂循环控制单元

21-24   第一温度传感器至第四温度传感器

25      马达

26      第三风扇

27      双模式热交换器

28      阀

T_i      入口温度

T_o      出口温度

T_a      环境空气温度

Claims (14)

1.一种热泵干燥机（1），包括过程空气回路和热泵单元（5），所述热泵单元（5）具有用于冷却过程空气（4）的主制冷剂蒸发器（6）、用于加热过程空气（4）的主制冷剂冷凝器（7）、布置在所述过程空气回路的外部并且连接在所述热泵单元（5）的压缩机（8）与所述主制冷剂蒸发器（6）之间的辅助制冷剂蒸发器（16）以及适于将空气流冲击在所述辅助制冷剂蒸发器（16）处的至少一个辅助风扇（18），

其特征在于，

-所述热泵干燥机（1）的至少一个废热产生部件（25）、所述辅助制冷剂蒸发器（16）和所述辅助风扇（18）相互布置成使得所述辅助风扇（18）适于将由从所述废热产生部件（25）释放的热量加热的环境空气冲击在所述辅助蒸发器（16）处，和/或

-在所述过程空气回路的外部布置有至少一个温度传感器（23），并且所述至少一个温度传感器（23）提供用于检测所述辅助制冷剂蒸发器（16）所布置的位置周围的所述环境空气的温度。

2.根据权利要求1所述的热泵干燥机，其中，所述辅助制冷剂蒸发器（16）、所述辅助风扇（18）和所述热泵干燥机的所述废热产生部件（25）关于所述空气流、辅助风扇气流的相互布置为如下布置中的至少一种布置：

-所述辅助风扇（18）、所述辅助制冷剂蒸发器（16）和所述废热产生部件（25）串联布置，

-所述辅助风扇（18）布置在所述废热产生部件（25）与所述辅助制冷剂蒸发器（16）之间，

-所述辅助制冷剂蒸发器（16）布置在所述废热产生部件（25）与所述辅助风扇（18）之间，

-所述辅助风扇（18）、所述辅助制冷剂蒸发器（16）和所述废热产生部件（25）关于由所述辅助风扇（18）产生的所述空气流大体上对准，

-所述辅助风扇（18）、所述辅助制冷剂蒸发器（16）和所述废热产生部件（25）大体上沿着由所述辅助风扇（18）产生的所述空气流的方向布置。

3.根据权利要求1或2中的至少一项所述的热泵干燥机，其中，所述温度传感器（23）按如下方式中的至少一种方式布置：

-靠近或处于所述辅助制冷剂蒸发器（16）处，

-靠近或处于所述辅助风扇（18）处，

-在所述辅助制冷剂蒸发器（16）与所述辅助风扇（18）之间，

-在所述热泵干燥机的所述废热产生部件（23）与所述辅助风扇（18）之间，

-在所述热泵干燥机的所述废热产生部件（23）与所述辅助制冷剂蒸发器（16）之间。

4.根据权利要求1至4中至少一项所述的热泵干燥机，其中，所述废热产生部件（23）包括电气设备和/或电子设备和/或动力设备和/或被动设备。

5.根据权利要求3或4所述的热泵干燥机，其中，所述废热产生部件（23）包括至少一个电马达和/或用于改变电马达的速度的至少一个控制器。

6.根据权利要求5所述的热泵干燥机，其中，所述用于改变电马达的速度的控制器为变频器。

7.根据权利要求1至6中至少一项所述的热泵干燥机，其中，所述辅助风扇（18）适于从所述热泵干燥机的机壳内部、所述机壳外部中的至少一者抽吸空气，并且优选从所述热泵干燥机的后侧、前侧或底侧抽吸空气。

8.根据权利要求1至7中至少一项所述的热泵干燥机，其中，所述辅助制冷剂蒸发器（16）为双模式辅助热交换器（27），所述双模式辅助热交换器（27）布置在所述过程空气回路的外部并且适于在蒸发器模式或冷凝器模式下操作。

9.根据权利要求1至7中至少一项所述的热泵干燥机，还包括辅助制冷剂冷凝器（17），所述辅助制冷剂冷凝器（17）布置在所述过程空气的外部并且连接在所述热泵单元（5）的制冷剂膨胀装置与所述主制冷剂冷凝器（7）之间。

10.一种操作热泵干燥机（1）的方法，所述热泵干燥机（1）包括过程空气回路和热泵单元（5），所述热泵单元（5）具有用于冷却过程空气（4）的主制冷剂蒸发器（6）、用于加热过程空气（4）的主制冷剂冷凝器（7）、布置在所述过程空气回路的外部并且连接在所述热泵单元（5）的压缩机（8）与所述主制冷剂蒸发器（6）之间的辅助制冷剂蒸发器（16）以及适于将空气流冲击在所述辅助制冷剂蒸发器（16）处的至少一个辅助风扇（18），

其特征在于，所述方法包括如下步骤：

-操作和控制所述辅助风扇（18），使得朝向所述辅助蒸发器（16）引导由从所述废热产生部件（25）释放的热量加热的环境空气，和/或

-监测所述辅助制冷剂蒸发器（16）所布置的位置周围的所述环境空气的温度并且基于监测到的温度操作和控制所述辅助风扇（18）。

11.根据权利要求10所述的操作热泵干燥机（1）的方法，包括如下步骤：

-操作所述废热产生部件（25）以对所述辅助制冷剂蒸发器（16）所布置的位置周围的所述环境空气进行加热。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，根据下述项中的至少一项启用和停用所述辅助风扇（16）：

-制冷剂与靠近或者处于所述辅助制冷剂蒸发器（16）处的空气之间的温度差，所述制冷剂的温度优选靠近或处于所述主制冷剂蒸发器（6）处测得，

-靠近或处于所述辅助制冷剂蒸发器（16）、所述辅助风扇（18）和/或所述热泵干燥机的所述废热产生部件处的空气温度，

-所述制冷剂的温度和/或所述制冷剂的压力，二者优选靠近或处于所述主蒸发器（6）的制冷剂出口（9）处测得，

-靠近或处于所述辅助制冷剂蒸发器（16）的制冷剂出口或入口处的制冷剂的温度，

-制冷剂与靠近或处于所述辅助制冷剂蒸发器（16）处的空气之间的温度差，

-所述过程空气（4）的温度和/或所述过程空气（4）的湿度，二者优选为靠近或处于所述热泵转筒式干燥机（1）的滚筒（2）的过程空气入口处的温度和湿度。

13.根据权利要求10至11中至少一项所述的方法，其中，如果靠近或处于所述主制冷剂蒸发器（6）的出口（9）处的所述制冷剂的温度（T_o）或者靠近或处于所述辅助蒸发器（16）的入口处的所述制冷剂的温度（T_o）至少低于第一预设温度（T_a），则启用所述辅助风扇（18），并且其中，如果靠近或处于所述主制冷剂蒸发器（6）的出口（9）处的所述制冷剂的温度（T_o）或者靠近或处于所述辅助热交换器（16）的入口处的所述制冷剂的温度（T_o）至少高于所述第一预设温度（T_a），则停用所述辅助风扇（18）。

14.根据权利要求10至13中至少一项所述的方法，其中，如果相应的风扇空气流的温度（T_a）至少高于所述主制冷剂蒸发器（6）的制冷器出口（9）处的所述制冷剂的温度（T_o）或所述辅助蒸发器（16）的入口处的所述制冷剂的温度（T_o），则启用所述辅助风扇（18），并且其中，如果所述风扇空气流的温度（T_a）至少低于所述主制冷剂蒸发器（6）的所述制冷剂出口处的所述制冷剂的温度（T_o），则停用所述辅助风扇（18）。

Images