包括熱泵的電器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電器(1)，其包括：處理室(3)，在該處理室(3)中處理介質(zhì)；熱泵(6)，該熱泵(6)具有制冷劑可以在其中流動的制冷劑回路(68)，該制冷劑回路包括：第一熱交換器(61)，在第一熱交換器(61)處冷卻制冷劑并且加熱所述處理介質(zhì)；第二熱交換器(62)，在第二熱交換器(62)處加熱制冷劑；壓縮機(jī)(63)，其對制冷劑增壓并且使制冷劑循環(huán)穿過制冷劑回路，該壓縮機(jī)包括潤滑劑；以及減壓裝置(64)。第一熱交換器、第二熱交換器、壓縮機(jī)以及減壓裝置通過制冷劑易流入其中的制冷劑回路管道系統(tǒng)(65)操作性地連接。制冷劑回路管道系統(tǒng)(65)包括具有窄水力直徑(DHnarrow)的至少窄管道系統(tǒng)部分，并且窄水力直徑(DHnarrow)與制冷劑回路管道系統(tǒng)(65)的剩余管道系統(tǒng)部分的水力直徑(DH)之間的比率包括在0.4與0.95之間。至少一個窄管道系統(tǒng)部分位于下述中的至少一者中：第二熱交換器(62)的出口與壓縮機(jī)的入口(63a)之間、或者第一熱交換器(61)的出口與減壓裝置(64)的入口之間、或者減壓裝置(64)的出口與第二熱交換器(62)的入口之間、或者壓縮機(jī)(63)的吸入口水平面(L)下方或壓縮機(jī)(63)的吸入口水平面(L)處。
【專利說明】包括熱泵的電器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電器并且特別地涉及一種具有熱泵系統(tǒng)的電器。

【背景技術(shù)】
[0002] 衣物干燥機(jī)通常包括干燥室、鼓風(fēng)機(jī)和加熱系統(tǒng)，其中，干燥室設(shè)置成用于容置待 干燥的物品，鼓風(fēng)機(jī)用于循環(huán)熱空氣并將熱空氣給送到干燥室中，加熱系統(tǒng)用于對待給送 到干燥室中的空氣進(jìn)行加熱以用于對干燥室中容置的物品進(jìn)行干燥。
[0003] 近來，熱泵技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于衣物干燥機(jī)以提高干燥衣物的效率。更普遍地，熱泵當(dāng) 今已經(jīng)應(yīng)用于例如洗碗機(jī)、洗滌機(jī)、洗滌干燥機(jī)和滾筒干燥機(jī)的多種不同電器中以提高其 工作的效率。
[0004] 在傳統(tǒng)的熱泵干燥機(jī)中，加熱系統(tǒng)包括制冷劑回路，來自滾筒的濕熱空氣被給送 到該制冷劑回路中，使熱空氣中包含的水分借助于制冷劑流體被冷凝并且因此被排出，同 時將熱的干燥空氣再次給送至滾筒。更詳細(xì)地，通過風(fēng)扇運動的空氣穿過滾筒以從濕衣物 去除水分，并且隨后該空氣在熱泵蒸發(fā)器中被冷卻和除濕并且在熱泵冷凝器中加熱以被再 次送入滾筒中。
[0005] 制冷流體通過壓縮機(jī)運動并壓縮。
[0006] 制冷劑回路的壓縮機(jī)中設(shè)置有通常為潤滑油的潤滑劑以促進(jìn)壓縮機(jī)內(nèi)的安全液 體動力潤滑。
[0007] 潤滑油在壓縮機(jī)的例如活塞、軸、軸承等運動部件內(nèi)形成薄膜，從而減小了運動部 件的由于摩擦的磨損。
[0008] 潤滑油還可以有助于冷卻壓縮機(jī)的電動馬達(dá)。這種效果在與環(huán)境的熱交換非常少 的半密閉式或密閉式壓縮機(jī)中是非常重要的。
[0009] 上述類型的衣物干燥機(jī)例如從EP 1405946中已知。
[0010] 歐洲專利EP 1405946中所描述的干燥機(jī)包括干燥室和旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，其中，待干燥 物品被給送到該干燥室中，旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)與蒸發(fā)器、膨脹閥以及氣體冷卻器一起以環(huán)形形狀 連接構(gòu)成制冷劑回路。旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)為將CO2用作制冷劑的內(nèi)部中壓型多級壓縮類型。旋轉(zhuǎn) 壓縮機(jī)包括圓筒形氣密容器以及由通過旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動的第一旋轉(zhuǎn)壓縮元件（第一級）和第二 旋轉(zhuǎn)壓縮元件（第二級）構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)部分。壓縮機(jī)的機(jī)械部件通過借助于相關(guān)的 孔從儲蓄器給送至壓縮機(jī)的適當(dāng)部件的油來潤滑。來自干燥室的空氣中包含的水分通過蒸 發(fā)器被冷凝以排出。
[0011] 美國專利申請US 2005/0086827描述了一種設(shè)置有熱泵的衣物干燥機(jī)，該熱泵由 壓縮機(jī)、加熱盤管、膨脹閥和冷卻盤管構(gòu)成并且能夠使熱交換介質(zhì)循環(huán)。待干燥的物品通過 由加熱盤管加熱的高溫空氣進(jìn)行干燥，并且從已干燥物品蒸發(fā)的水分通過冷卻盤管冷凝并 排出。
[0012] 另外，在US 2005/0086827中公開的干燥機(jī)中，提供了多級壓縮機(jī)。更普遍地，已 知電器的熱泵包括制冷劑回路，制冷劑可以在該制冷劑回路中流動并且該制冷劑回路經(jīng)由 管道系統(tǒng)連接第一熱交換器或冷凝器、第二熱交換器或蒸發(fā)器、壓縮機(jī)和減壓裝置。制冷劑 通過借助壓縮機(jī)的系統(tǒng)增壓并循環(huán)。在壓縮機(jī)的排出側(cè)上，熱的且高度增壓的蒸汽在冷凝 器中被冷卻，直到該蒸汽冷凝成高壓、中溫的液體為止。冷凝的制冷劑隨后穿過諸如例如阻 氣門（choke)、閥或毛細(xì)管的膨脹裝置之類的減壓裝置。低壓液體制冷劑隨后進(jìn)入蒸發(fā)器， 流體在該蒸發(fā)器中吸收熱量并蒸發(fā)。制冷劑隨后返回至壓縮機(jī)并且重復(fù)該循環(huán)。
[0013] 在已知的熱泵系統(tǒng)中使用的壓縮機(jī)中，某潤滑劑可以與制冷劑流體一起從壓縮機(jī) 流入制冷劑回路中并與制冷劑流體混合。
[0014] 根據(jù)熱泵中所使用的制冷劑的類型，潤滑油和制冷劑能夠相互完全混溶以使得液 相具有僅一個相并且在這兩種流體之間形成均勻的溶液；或者這兩種流體能夠部分地混 溶，使得這兩種液體在一定程度上沒有形成溶液，而是以限定的壓力水平和溫度水平形成 具有不同成分的兩種單獨的液相。通常，溶解度隨著壓力水平增加并隨著溫度水平降低，并 且這兩種液體通常在壓縮機(jī)的出口處形成溶液。最終，潤滑油和制冷劑可能完全不能混溶， 在這種情況下，在任何溫度、壓力和成分狀態(tài)下都形成了兩種不同的液相。就熱泵中所使用 的典型制冷劑而言，制冷劑和潤滑劑在大多數(shù)情況下能夠部分地混溶（即，大約90%的制 冷劑和潤滑劑能夠部分地混溶），并且因此下文僅考慮第二種可能性和第三種可能性，具有 完全可混溶性的第一種可能性與本發(fā)明不相關(guān)。
[0015] 潤滑油和制冷劑的部分可混溶性（或不可混溶性）的結(jié)果在于：這兩種流體可能 會沿著制冷劑回路分離并且在管道中流動的流體可以為制冷劑與一定量的呈液滴形式的 潤滑劑的混合物。
[0016] 更詳細(xì)地，潤滑油和制冷劑例如可以由于改變了這兩種流體的相互可混溶性的不 同操作條件（溫度、壓力）而在熱泵回路的任何位置處互相分離。更詳細(xì)地，因某些熱動力 學(xué)條件，制冷劑不能將分離的潤滑劑輸送回壓縮機(jī)，即，例如制冷劑不能足夠快速地流動以 使?jié)櫥瑒┡c管道系統(tǒng)壁脫離并將潤滑劑帶回至壓縮機(jī)。
[0017] 因此，由于以上原因可能形成油捕集（oil trap)，并且特別地該捕集可能在制冷 劑回路的任何位置中發(fā)生。
[0018] 然而，壓縮機(jī)的機(jī)械部件在其運作期間必須一直保持潤滑，并且因此優(yōu)選的是將 潤滑油返回至壓縮機(jī)以在壓縮機(jī)內(nèi)始終保持一定量的潤滑劑。
[0019] 此外，在熱交換器中以及制冷劑回路的管道中捕集的潤滑油的存在可能會影響系 統(tǒng)的效率，即，其阻礙了處理介質(zhì)與制冷劑之間的熱交換。
[0020] 因此， 申請人:已經(jīng)認(rèn)識到潤滑劑的捕集可能會不利地影響熱泵的熱效率并且還影 響壓縮機(jī)的正常運作。
[0021] 因此， 申請人:已經(jīng)實施了一種構(gòu)造成克服上述問題的新型熱泵電器。
[0022] 然而，例如特別是衣物干燥機(jī)、洗滌干燥機(jī)、洗滌機(jī)和洗碗機(jī)的家用電器的電器的 設(shè)計選擇受到了有限的可用空間和在該電器中存在的熱交換器的尺寸的極大的限制，因 此，促使油返回至壓縮機(jī)的管道系統(tǒng)的適當(dāng)設(shè)計以及/或者壓縮機(jī)和熱交換器在設(shè)備殼體 內(nèi)的避免油捕集的適當(dāng)布置并非總是可能的。因此，實施了除對制冷劑回路的不同設(shè)計進(jìn) 行選擇以外的不同方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 特別地，本發(fā)明的目的在于提供一種具有熱泵的下述電器，該電器克服了已知的 具有熱泵的電器的缺點。
[0024] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有熱泵的下述電器，該電器具有簡單的結(jié)構(gòu)并 且在該電器中同時確保并保持了長久時間的良好的熱效率。
[0025] 本發(fā)明的又一目的在于提供一種下述電器：在該電器中減少或避免了油捕集的形 成。
[0026] 本發(fā)明的電器包括干燥機(jī)、洗滌干燥機(jī)、洗滌機(jī)或者洗碗機(jī)，其中，諸如空氣或水 之類的處理介質(zhì)通過第一熱交換器--即，冷凝器--加熱，并且隨后還將這種處理介質(zhì) 用于處理室中。處理室可以為例如干燥機(jī)的滾筒或者洗滌機(jī)或洗滌干燥機(jī)的內(nèi)膽（tub)。 在處理室中，加熱的處理介質(zhì)例如用于洗滌或干燥例如衣物或餐具的物品。
[0027] 如所述的，在這些電器中，由于限制了制冷劑回路的可能的幾何結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)型 的物理限制，因此特別地感受到對使油捕集最小化或避免油捕集的系統(tǒng)的需求。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電器，該電器包括：
[0029] ?處理室，在該處理室中引入處理介質(zhì)，
[0030] ?熱泵，該熱泵具有制冷劑可以在其中流動的制冷劑回路，所述制冷劑回路包括： 在其中冷卻制冷劑并且加熱處理介質(zhì)的第一熱交換器；在其中加熱制冷劑的第二熱交換 器；對制冷劑增壓并且使制冷劑循環(huán)穿過制冷劑回路的壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)包括潤滑劑； 以及減壓裝置，所述第一熱交換器、所述第二熱交換器、所述壓縮機(jī)以及所述減壓裝置通過 適于制冷劑流入的制冷劑回路管道系統(tǒng)操作性地連接；
[0031] ?其中，制冷劑回路管道系統(tǒng)包括具有窄水力直徑的至少一個窄管道系統(tǒng)部分，并 且窄水力直徑與制冷劑回路管道系統(tǒng)的剩余管道系統(tǒng)部分的水力直徑之間的比率包括在 0. 4至0. 95之間；所述至少一個窄管道系統(tǒng)部分位于：
[0032] -第二熱交換器的出口與壓縮機(jī)的入口之間，或者
[0033] -第一熱交換器的出口與減壓裝置的入口之間，或者 [0034]-減壓裝置的出口與第二熱交換器的入口之間，或者
[0035] -壓縮機(jī)的吸入口水平面的下方或壓縮機(jī)的吸入口水平面處。
[0036] 至少一個窄管道系統(tǒng)部分可以替代性地或以組合的方式位于以上列舉的位置中。
[0037] 管道系統(tǒng)的水力直徑Dh定義為：
[0038]

【權(quán)利要求】
1. 一種電器（1)，包括： ?處理室（3)，在所述處理室（3)中引入處理介質(zhì)； ?熱泵￠)，所述熱泵（6)具有制冷劑能夠在其中流動的制冷劑回路￠0)，所述制冷劑 回路￠0)包括：第一熱交換器￠1)，在所述第一熱交換器￠1)處冷卻所述制冷劑并且加 熱所述處理介質(zhì)；第二熱交換器（62)，在所述第二熱交換器（62)處加熱所述制冷劑；壓縮 機(jī)（63)，所述壓縮機(jī)￠3)對所述制冷劑增壓并且使所述制冷劑循環(huán)穿過所述制冷劑回路， 所述壓縮機(jī)包括潤滑劑；以及減壓裝置￠4)，所述第一熱交換器、所述第二熱交換器、所述 壓縮機(jī)以及所述減壓裝置通過適于所述制冷劑流入的制冷劑回路管道系統(tǒng)（65)操作性地 連接； ?其中，所述制冷劑回路管道系統(tǒng)（65)包括具有窄水力直徑的至少一個窄管 道系統(tǒng)部分（70)，并且所述窄水力直徑（DHnamw)與所述制冷劑回路管道系統(tǒng)（65)的剩余 管道系統(tǒng)部分的水力直徑（DH)之間的比率包括在0. 4與0. 95之間；所述至少一個窄管道 系統(tǒng)部分（70)位于： -所述第二熱交換器（62)的出口與所述壓縮機(jī)（63)的入口（63a)之間，或者 -所述第一熱交換器（61)的出口與所述減壓裝置（64)的入口之間，或者 _所述減壓裝置（64)的出口與所述第二熱交換器（62)的入口之間，或者 -所述壓縮機(jī)（63)的吸入口水平面（L)的下方或所述壓縮機(jī)（63)的吸入口水平面（L) 處。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電器（1)，其中，所述至少一個窄管道系統(tǒng)部分（70)的窄水 力直徑（DHnamJ相對于所述制冷劑流體管道系統(tǒng)￠5)的所述剩余管道系統(tǒng)部分的所述水 力直徑（DH)包括 55% DH彡 D HnarrOT彡 80% D H。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電器（1)，其中，所述至少一個窄管道系統(tǒng)部分（70)的 所述窄水力直徑（DHnamw)選擇成使得在所述至少一個窄管道系統(tǒng)部分（70)內(nèi)獲得所述制 冷劑流體的大于lm/s的速度。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的電器（1)，其中，所述窄管道系統(tǒng)部分（70)位 于所述第一熱交換器（61)的出口與所述減壓裝置（64)的入口之間，并且其中，所述減壓裝 置（34)構(gòu)造成對由所述窄管道系統(tǒng)部分（70)引起的壓降進(jìn)行補償。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的電器（1)，其中，所述窄管道系統(tǒng)部分（70)的 所述窄水力直徑（DHnamw)包括在4mm與10mm之間。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的電器（1)，其中，所述電器（1)限定了堅向軸線 ⑵以及垂直于所述堅向軸線⑵的平面（X，Y)，并且其中，所述壓縮機(jī)（63)包括用于將所 述制冷劑吸入到所述壓縮機(jī)中的吸入口（63a)，所述吸入口限定了吸入口水平面（L)，所述 吸入口水平面（L)為平行于所述平面（X，Y)的平面并且所述吸入口水平面（L)在所述吸入 口（63a)所處的點處與所述堅向軸線（Z)相交。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的電器（1)，包括位于所述第一熱交換器￠1)的 所述出口與所述減壓裝置（64)之間的輔助冷凝器（36)，優(yōu)選地，所述輔助冷凝器位于所述 壓縮機(jī)（63)的所述吸入口水平面（L)的下方。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的電器（1)，包括位于所述第二熱交換器￠2)的 所述出口與所述壓縮機(jī)（63)的所述入口（63a)之間的輔助蒸發(fā)器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述輔助蒸發(fā)器位于所述壓縮機(jī)（63)的所述吸 入口水平面（L)的下方。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的電器（1)，其中，所述電器（1)包括衣物干燥 機(jī)或洗滌干燥機(jī)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電器，其中，所述第二熱交換器￠2)適于冷卻所述處理介 質(zhì)。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的電器（1)，其中，所述電器（1)包括洗滌機(jī)或 洗碗機(jī)。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的電器（1)，其中，所述壓縮機(jī)￠3)包括可變速 壓縮機(jī)。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的電器（1)，其中，所述熱泵（6)包括冷卻所述 壓縮機(jī)￠3)的風(fēng)扇。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的電器（1)，包括適于執(zhí)行所述制冷劑回路 (60)的高壓部分與低壓部分之間的熱交換的內(nèi)部熱交換器，所述內(nèi)部熱交換器包括所述制 冷劑回路的所述低壓部分的第一管道系統(tǒng)部分以及所述制冷劑回路的所述高壓部分的第 二管道系統(tǒng)部分，所述第一管道系統(tǒng)部分和所述第二管道系統(tǒng)部分處于允許所述第一管道 系統(tǒng)部分與所述第二管道系統(tǒng)部分之間的熱交換的給定距離。
【文檔編號】F25B30/02GK104508398SQ201380039671
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月26日
【發(fā)明者】弗朗切斯科·卡瓦雷塔, 毛里齊奧·于格爾 申請人:伊萊克斯家用產(chǎn)品股份有限公司