用于烘干洗涤物的器具
技术领域
本发明涉及一种用于烘干洗涤物的器具，包括：至少一个开放式过程空气系统，该开放式过程空气系统具有用于接收待烘干的洗涤物的至少一个烘干室；与过程空气系统热耦合的至少一个热泵，所述热泵具有用作从烘干室导出的过程空气的热沉的至少一个蒸发器和用作待供入至烘干室的过程空气的热源的至少一个液化器。
背景技术
用于烘干洗涤物的器具在许多实施方式中是已知的。特别是已知这样的用于烘干洗涤物的器具，该器具包括：开放式过程空气系统，该开放式过程空气系统具有用于接收待烘干的洗涤物的烘干室，并且所述器具能够实现从过程空气系统中流动的过程空气中回收热量。这样的器具例如可以被设计为具有热量回收装置的排气烘干机。例如从DE 197 37075 A1、DE 197 31 826 A1和DE 30 00 865 A1中已知相应的器具。在此，用于热回收的机构可以是与过程空气系统热耦合的单个热交换器，或者可以是与过程空气系统热耦合的压缩机热泵。在后一种情况下，借助于热泵的蒸发器将热量从烘干室所导出的废气中提取，所述热量在热泵的冷却剂回路中借助于热泵的液化器被重新供入到过程空气中，该过程空气进入到过程空气系统。EP 2 037 034 B1还公开了一种排气烘干器，其具有热泵和用于清洁热泵的蒸发器的清洁装置。
由于排气烘干机具有开放式过程空气系统，因而，相比于具有闭合式过程空气引导及热量回收的冷凝烘干机不同的是，排气烘干机因此除了潜热之外还回收了显热。另外，经由热泵的液化器引入到过程空气中的压缩机功率也提高了烘干速度。由此，尽管冷凝效率小于50％，但是具有热回收的排气烘干机可以具有比冷凝烘干机更低的消耗值。
在闭合式过程空气系统中，持续引入的压缩机功率会导致冷凝烘干机增加升温。如果这种功率输入与烘干过程期间发生的能量损失(例如部件变热、由于热辐射、对流或泄漏所引起的损失)未处于平衡状态，则过程空气系统和热泵可能会过热，由此降低热泵的效率。作为对此的对应措施，已知在热泵的冷却剂回路中设置主动冷却的附加热交换器的应用，或者在过程空气中设置空气-空气热交换器的应用。
因为所吸入的过程空气的温度在排气烘干机的开放式过程空气系统中几乎保持恒定且不高于环境温度，因此不会发生相应的过热。所吸入的环境空气的持续低温水平促成了热泵的高效率。反之，由于通常较热的室内空气与较冷的外部空气交换多次，因而可能存在对于安装位置的整体能量平衡的缺点。DE 103 49 712 A1公开了一种具有可调节的循环空气组件的排气烘干机。还已知的是，具有热泵和辅助加热器的排气烘干机可以实现非常高的除湿性能。
DE 10 2010 028 741 A1公开了一种热泵的热交换器的可能布置方式，其与具有开放式过程空气系统的排气烘干机相结合。特别地公开了这些热交换器彼此叠置地并行布置方式，以及这些热交换器彼此并排地并行布置方式。与热交换器的常规布置方式相比，欧洲市场上的洗涤物烘干机外壳的标准化尺寸导致了流入横截面显著减小，这些流入横截面参照过程空气流在具有闭合式过程空气回路的热交换器中前后相继地设置。由于附加的分隔壁或弯管，因而使得这些流入横截面可能小于初始尺寸的50％。流入横截面的这种强烈减小会导致在200m3/h至250m3/h的常见体积流的情况下热交换器处的压力损失，这种压力损失对于风机特性而言，超过300Pa则不可接受。
发明内容
本发明的任务在于改善用于烘干洗涤物的器具的过程空气系统与热泵之间的热传递，并使过程空气系统内部的压力损失最小化。
上述任务通过独立权利要求来实现。接下来的描述、从属权利要求和附图中记载了有利的实施方式，其中，这些实施方式本身或这些实施方式中的至少两种的不同组合可以构成本发明的进一步拓展的(特别是优选的或有利的)方面。
本发明的用于烘干洗涤物的器具包括至少一个开放式过程空气系统，该开放式过程空气系统具有至少一个用于接收待烘干的洗涤物的烘干室和至少一个与过程空气系统热耦合的热泵，所述热泵具有用作从所述烘干室导出的过程空气的热沉的至少一个蒸发器和用作待供入至所述烘干室的过程空气的热源的至少一个液化器。所述蒸发器和所述液化器在侧向上并排地布置，并且在高度上相对于彼此错位，其中，要么在一方面，将所述烘干室与所述蒸发器连接的第一过程空气管路的区段在所述液化器上方延伸，并且将所述液化器与所述烘干室连接的第二过程空气管路的区段在所述蒸发器下方延伸；要么在另一方面，所述第一过程空气管路的区段在所述液化器下方延伸，而所述第二过程空气管路的区段在所述蒸发器上方延伸。
相比于201001572中所描述的热泵的热交换器的布置可能性方案，通过本发明将蒸发器、液化器和过程空气管路的上述这些区段相对于彼此的布置方式，能够实现流向蒸发器的过程空气具有较大的流入横截面、以及从液化器流出的过程空气具有较大的流入横截面。由此，可以实现最大的体积功率密度，同时减少冷却剂侧和过程空气侧的压力损失，而不必改变器具的设计尺寸。特别地，对基础单元在结构方面不需要或仅需要做出很小的改变。重要的是，可以改善过程空气系统与热泵之间的热传递，同时可以使过程空气系统内部的压力损失最小化。
所述蒸发器和所述液化器在垂直于器具竖轴的方向上布置成在侧向上并排，并且沿着器具竖轴的方向相对于彼此在高度上错位。这意味着：要么，参照器具竖轴，蒸发器布置成要高于液化器；要么，参照器具竖轴，液化器布置成要高于蒸发器。在第一替代方案的情形下，第一过程空气管路的所述区段在液化器上方延伸，而第二过程空气管路的所述区段在蒸发器下方延伸。在第二替代方案的情形下，第一过程空气管路的所述区段在液化器下方延伸，而第二过程空气管路的所述区段在蒸发器上方延伸。将这两个热交换器(即蒸发器和液化器)在侧向上并排地布置，这意味着：将布置得较高的那个热交换器的底侧设置成低于布置得较低的那个热交换器的顶侧。这两个热交换器优选以这样的方式在侧向上并排布置，以至于这两个热交换器以给定的间距在侧向上彼此间隔开地布置，进而彼此在侧向上不接触。
所述开放式过程空气系统以部分的方式由用于接收待烘干的洗涤物的烘干室形成，并且具有至少一个过程空气风机，用于使过程空气运动通过所述过程空气系统的与所述烘干室连通地连接的过程空气管路。特别地，所述过程空气风机布置在所述第二过程空气管路处。所述过程空气系统还可具有至少一个过程空气过滤器，该过滤器例如设置在第一过程空气管路处。进一步地，所述过程空气系统可以具有布置在所述第二过程空气管路处的电辅助加热单元。
优选地，所述热泵与所述过程空气系统直接热耦合。特别地，所述蒸发器和所述液化器与所述过程空气系统热耦合。所述热泵可以设计为压缩机热泵，并且可以相应地具有至少一个用于压缩所述热泵的冷却剂的压缩机、和至少一个用于使冷却剂膨胀的膨胀单元。所述蒸发器从所述烘干室导出的过程空气中提取热量(热沉)，而所述蒸发器内的冷却剂则被蒸发。所述液化器向供入至所述烘干室的过程空气提供热量(热源)，而所述液化器内的冷却剂被冷凝。
这种用于烘干洗涤物的器具例如可以设计为洗涤物烘干机(排气烘干机)、具有排气烘干功能的洗涤烘干机、或具有排气烘干功能的烘干箱。
根据有利的实施方式，所述蒸发器和所述液化器在侧向上彼此间隔开地布置，留有预给定的安装空间，其中，所述第一过程空气管路在液化器上方(或下方)延伸的所述区段与所述第一过程空气管路的朝着所述蒸发器的方向拓宽的且与所述蒸发器连接的导入区段连通地连接，其中，所述第二过程空气管路在蒸发器下方(或上方)延伸的所述区段与所述第二过程空气管路的朝着所述液化器的方向拓宽的且与所述液化器连接的导出区段连通地连接，并且其中，所述导入区段和所述导出区段布置成在器具高度方向上彼此相邻，并且至少大部分布置在所述蒸发器与所述液化器之间的安装空间中，并朝彼此相反的方向逐渐变细。通过所述导入区段将来自烘干室的过程空气供入至蒸发器，所述导入区段优选如此被拓宽，使得其布置在蒸发器的一侧上的出口具有这样的横截面：该横截面就其尺寸和形状而言大致或准确地相应于所述蒸发器的面向所述导入区段的那个侧面。通过所述导出区段将来自液化器的过程空气供入至烘干室，所述导出区段优选如此拓宽，以至于该导出区段的布置在液化器一侧上的入口具有这样的横截面：该横截面就其尺寸和形状而言大致或准确地相应于所述液化器的面向所述导出区段的那个侧面。因为过程空气管路的以部分方式较大地构造的那些末端区段(导入区段，导出区段)大部分地或完全地布置在彼此在侧向上间隔开地布置的那些热交换器(蒸发器，液化器)之间的安装空间中，并且只有各个过程空气管路的与相应末端区段相连的相应区段(该区段的安装高度小于相应末端区段的较大部分的安装高度)引导经过相应的热交换器上方(或下方)，因而热交换器和过程空气管路的这些区段构成模块组件，该模块组件的安装高度大约相应于具有相应功能构件的模块组件的常规安装高度，从而可以将上述模块组件安装在器具中，而无需为此更改器具的设计尺寸。特别地，这些过程空气管路的这两个末端区段(导入区段，导出区段)由于它们彼此朝相反方向(或互补地)逐渐变细并且它们在器具高度方向上相邻地布置而能够大部分或完全地布置在蒸发器与液化器之间的安装空间中(也即以节省安装空间的方式布置在安装空间中)。通过这些末端区段(导入区段，导出区段)的拓宽，使得可以提供具有经扩大的流动横截面的过程空气管路区段，并且在过程空气系统内部不会损失对传热性能起关键作用的体积。横向于各过程空气流而定向的较大流动横截面可以提高传热性能并降低过程空气系统内部的压力损失。
另一有利的实施方式设置的是，由所述蒸发器和所述第二过程空气管路的所述区段所形成的第一模块组件的总高度相应于由所述液化器和所述第一过程空气管路的所述区段所形成的第二模块组件的总高度。由此，由这些热交换器(蒸发器，液化器)和这些过程空气管路的各区段所形成的模块组件具有统一的高度，进而其构造与常规模块组件大致相同，从而这些模块组件可以安装在常规的器具中，而无需对器具进行重大改动。
根据另一有利的实施方式，由所述导入区段和所述导出区段所形成的第三模块组件的总高度相应于上述第一模块组件的总高度。在这里也带来这样的结果：由这些热交换器(蒸发器，液化器)和这些过程空气管路的各区段所形成的模块组件具有均匀的安装高度，以便所述模块组件能够按照常规模块组件的方式进行安装。
附图说明
接下来通过优选实施方式参考附图以示例的方式描述本发明。在附图中：
图1示出了根据本发明的器具的示例性实施方式的示意性截面图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的用于烘干洗涤物的器具1的示例性实施方式的示意性截面图。
器具1具有开放式过程空气系统2，该过程空气系统2具有用于接收待烘干的洗涤物的烘干室6和与过程空气系统2热耦合的热泵3。热泵3具有用作从烘干室导出的过程空气的热沉的蒸发器4、用作供入至烘干室的过程空气的热源的至少一个液化器5、压缩机(未示出)、膨胀单元(未示出)、和将这些部件彼此连接的冷却剂管路(未示出)。
蒸发器4和液化器5布置成在侧向上并排并且彼此在高度上错位。特别地，蒸发器4和液化器5彼此在侧向上间隔开，留有预给定的安装空间11。将烘干室6与蒸发器4连接的第一过程空气管路8的区段7在液化器5上方延伸，而将液化器5与烘干室6连接的第二过程空气管路10的区段9在蒸发器4下方延伸。
第一过程空气管路8在液化器5上方延伸的区段7与第一过程空气管路8的导入区段12连通地连接，该导入区段12朝着蒸发器4的方向拓宽并与蒸发器4连接。第二过程空气管路10在蒸发器4下方延伸的区段9与第二过程空气管路10的导出区段13连通地连接，该导出区段13朝着液化器5的方向拓宽并与液化器5连接。导入区段12和导出区段13在器具高度方向上彼此相邻地布置，并且完全位于蒸发器4与液化器5之间的安装空间11中。此外，导入区段12和导出区段13朝彼此相反方向逐渐变细，其方式是，彼此朝向布置的导入区段12和导出区段13的那些壁区段相对于过程空气的流动方向朝彼此相反方向倾斜地布置。
由蒸发器4和第二过程空气管路10的区段9所形成的第一模块组件的总高度相应于由液化器5和第一过程空气管路8的区段7所形成的第二模块组件的总高度。由导入区段12和导出区段13所形成的第三模块组件的总高度相应于第一模块组件的总高度。
在器具1的烘干运行中，借助于布置在第二过程空气管路10处的过程空气风机14将环境空气吸入到第二过程空气管路10，其中，所吸入的环境空气在器具1的前壁(未示出)处的进气口(未示出)进入到器具1中，然后在液化器5周围流动或流过液化器5。由此，所吸入的周围空气被加热，由此变成过程空气。从液化器5流出的过程空气被第二过程空气管路10的区段9吸入，然后被引入到烘干室6中，以便烘干位于该处的潮湿洗涤物。充满水分并从烘干室6流出的过程空气流入到第一过程空气管路8中，并通过第一过程空气管路8的区段7流至蒸发器4。随后在蒸发器4周围流动或流过蒸发器4的过程空气借助蒸发器4进行冷却，其中，过程空气中所包含的水分同时在蒸发器4处冷凝、被收集和/或继续用于冲刷蒸发器4和/或液化器5。从蒸发器4流出的过程空气随后离开器具1。
就其尺寸和形状而言，导入区段12的在其朝向蒸发器4的那个末端处的开口横截面在很大程度上符合蒸发器4的朝向导入区段12的那个侧面。就其尺寸和形状而言，导出区段13的在其朝向液化器5的那个末端处的开口横截面在很大程度上符合液化器5的朝向导出区段13的那个侧面。由此，提供了最大的流动横截面，以便能够提供最大的传热性能并且能够最小化在过程空气系统2内部的压力损失。
附图标记列表
1 器具
2 过程空气系统
3 热泵
4 蒸发器
5 液化器
6 烘干室
7 第一过程空气管路8的区段
8 第一过程空气管路
9 第二过程空气管路10的区段
10第二过程空气管路
11蒸发器4与液化器5之间的安装空间
12第一过程空气管路8的导入区段
13第二过程空气管路10的导出区段
14过程空气风机
