專(zhuān)利名稱(chēng)：熱泵裝置及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱泵裝置，該熱泵裝置用于干燥衣物或浴室，或者用 于自動(dòng)售貨機(jī)，并且本發(fā)明涉及該熱泵裝置的操作方法。
背景技術(shù)：
作為傳統(tǒng)的熱泵裝置，存在一種熱泵型干燥裝置，其中，利用熱 泵作為熱源，并且，干燥空氣在其中循環(huán)(例如，參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)l)。
圖10表示在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中描述的傳統(tǒng)的熱泵型干燥裝置的結(jié)構(gòu)。
在圖IO所示的衣物干燥機(jī)中，利用旋轉(zhuǎn)滾筒2作為干燥室，其設(shè) 置在衣物千燥機(jī)的主體1內(nèi)，可以自由地旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)滾筒2由馬達(dá)3 通過(guò)滾筒帶4驅(qū)動(dòng)。鼓風(fēng)機(jī)22由馬達(dá)3通過(guò)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)帶8驅(qū)動(dòng)。鼓風(fēng) 機(jī)22將干燥空氣從旋轉(zhuǎn)滾筒2經(jīng)由過(guò)濾器11和旋轉(zhuǎn)滾筒側(cè)空氣進(jìn)氣 口 10送到循環(huán)導(dǎo)管18。
熱泵裝置包括蒸發(fā)器23,該蒸發(fā)器23將制冷劑蒸發(fā)，以便對(duì) 干燥空氣除濕；冷凝器24，用于將制冷劑冷凝，以便對(duì)干燥空氣加熱； 壓縮機(jī)25,用于在制冷劑中產(chǎn)生壓力差；膨脹機(jī)構(gòu)26，例如毛細(xì)管， 用于保持制冷劑的壓力差；以及管27,制冷劑通過(guò)該管。干燥空氣的 被冷凝器24加熱的部分從主體1經(jīng)由排氣口 28排出到外部。
下面將說(shuō)明干燥裝置的操作。首先，將要干燥的衣物21置于旋轉(zhuǎn) 滾筒2內(nèi)。然后，若使馬達(dá)3旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)滾筒2和鼓風(fēng)機(jī)22旋轉(zhuǎn)， 產(chǎn)生干燥空氣流B。干燥空氣從旋轉(zhuǎn)滾筒2內(nèi)的衣物21中吸水，吸取 大量的水分，然后，被鼓風(fēng)機(jī)22通過(guò)循環(huán)導(dǎo)管18送往熱泵裝置的蒸 發(fā)器23。被蒸發(fā)器23吸收熱量的干燥空氣被除濕，并被送到冷凝器 24，在該冷凝器24中加熱，并且，空氣再次循環(huán)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)滾筒2。在 循環(huán)導(dǎo)管18的中間部分設(shè)置排水口 19，被蒸發(fā)器23除濕而產(chǎn)生的排 水通過(guò)排水口 19排出。從而，將衣物21千燥。
(專(zhuān)利文獻(xiàn)l)
日本專(zhuān)利申請(qǐng)待審公開(kāi)(Japanese Patent Application Laid-open ) No.H7-178289
但是，所述傳統(tǒng)熱泵型干燥裝置的結(jié)構(gòu)存在著這樣的問(wèn)題，即， 當(dāng)熱泵在高溫大氣中操作時(shí)，壓縮機(jī)的排出壓力上升。
下面將說(shuō)明當(dāng)熱泵在高溫大氣中操作時(shí)壓縮機(jī)的排出壓力上升的 原理。在具有循環(huán)導(dǎo)管的熱泵型干燥裝置中，由外部電源向壓縮機(jī)中 的輸入與從在導(dǎo)管中循環(huán)的空氣釋放到外部的熱量在穩(wěn)定狀態(tài)下變?yōu)?彼此相等。就是說(shuō)，如果向壓縮機(jī)中的輸入是恒定的，則在大氣溫度 與循環(huán)導(dǎo)管中的空氣的平均溫度之間的差總是恒定的。因而，如果大 氣溫度上升的話(huà)，則循環(huán)導(dǎo)管中的空氣的平均溫度上升。因此，被吸 入循環(huán)導(dǎo)管和從循環(huán)導(dǎo)管排出的制冷劑的壓力上升，并且存在著該壓 力超過(guò)壓縮機(jī)的允許壓力的危險(xiǎn)。
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)存在這樣的問(wèn)題，即，當(dāng)熱泵在高溫大氣中操作時(shí)， 熱泵的COP ( coefficient of performance:效率)變差，用于千燥操作 所需的用電增加。
下面將說(shuō)明當(dāng)熱泵在高溫大氣中操作時(shí)熱泵的COP (coefficient of performance:效率)變差的原理。如上面所描述，如果大氣溫度上 升，則循環(huán)導(dǎo)管內(nèi)的空氣的平均溫度上升，并且，被壓縮機(jī)吸取的制 冷劑的壓力上升。由此，被壓縮機(jī)吸取的制冷劑的濃度增加，熱泵循 環(huán)中的制冷劑的循環(huán)量增加。因而，熱泵循環(huán)如圖ll所示地移動(dòng)，在 散熱器中的制冷劑的焓差降低，熱泵循環(huán)的COP變差。
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)存在這樣的問(wèn)題，即，在干燥過(guò)程中，隨著干燥操作 的進(jìn)行，干燥速度大大降低，干燥時(shí)間增加。
現(xiàn)在將說(shuō)明隨著干燥操作的進(jìn)行干燥速度大大降低的原因。通常， 當(dāng)利用熱空氣干燥固體時(shí)，已知，隨著干燥操作的進(jìn)行，在要干燥的 固體的表面上的水的含量減少，干燥速度降低。另外，當(dāng)利用旋轉(zhuǎn)滾 筒等干燥衣物時(shí)，隨著干燥操作的進(jìn)行，衣物在旋轉(zhuǎn)滾筒內(nèi)產(chǎn)生很大 的偏離，從衣物表面向殘留在衣物內(nèi)的水的熱傳遞阻力增大。因而，
根據(jù)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，傳遞到衣物中的熱量減少，與通常的干燥特性相比， 干燥速度進(jìn)一步降低，干燥操作所需的電功率消耗增大。
進(jìn)而，目前用作熱泵裝置的制冷劑的HFC制冷劑(在分子中含 有氫原子、氟原子和碳原子的制冷劑)，直接影響全球變暖，從而，作 為一種可供選擇的制冷劑，倡導(dǎo)將這種制冷劑轉(zhuǎn)換成在自然環(huán)境中存 在的天然制冷劑，如二氧化碳(下面稱(chēng)作COj。但是，如果利用co2 制冷劑的話(huà)，與HFC制冷劑相比，熱泵系統(tǒng)的理論效率低，并且， 熱泵型干燥裝置的工作效率變差。因而，存在必須節(jié)省能量和提高效 率的問(wèn)題，以便降低由于采用不會(huì)直接影響全球變暖的諸如C02的天 然制冷劑引起的對(duì)全球變暖的間接影響。
本發(fā)明是鑒于所述的傳統(tǒng)上存在的問(wèn)題而做出的，本發(fā)明的目的 是提供一種熱泵裝置，所述熱泵裝置，當(dāng)將在熱泵循環(huán)的散熱側(cè)進(jìn)入 超臨界狀態(tài)的制冷劑、諸如C02用作制冷劑時(shí)，其效率提高，同時(shí)，
發(fā)明的內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)方面提供一種熱泵裝置的操作方法，在所述熱泵 裝置中，制冷劑依次通過(guò)壓縮機(jī)、散熱器、第一節(jié)流裝置、熱交換器、 第二節(jié)流裝置和蒸發(fā)器循環(huán)，其中，通過(guò)操作第一節(jié)流裝置或者操作 第一節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置兩者，將所述熱交換器轉(zhuǎn)換到第二蒸發(fā) 器或者第二散熱器。
按照這一方面，執(zhí)行第一節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置之間的轉(zhuǎn)換操 作，并從而可以將熱交換器用作第二散熱器或第二蒸發(fā)器。從而，本 發(fā)明的這一方面提供了一種熱泵裝置的操作方法，其中，當(dāng)外部空氣 的溫度高時(shí)，壓縮機(jī)的排出壓力和吸入壓力不會(huì)過(guò)度升高，使制冷循 環(huán)穩(wěn)定。即，使制冷循環(huán)穩(wěn)定并且可以提高其效率。
本發(fā)明的第二個(gè)方面提供一種熱泵裝置，在第一個(gè)方面的熱泵裝 置的操作方法中，將熱交換器用作第二散熱器。
按照這個(gè)方面，在干燥過(guò)程中，將熱交換器用作第二散熱器，可 以增大釋放到干燥空氣中的總熱量，能夠確保傳遞給殘留在衣物中的
水的熱量，可防止干燥時(shí)間增加，可以降低干燥操作所需要的電力消耗。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，在第二個(gè)方面的熱泵裝置中，熱泵裝
置進(jìn)一步包括排出壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用于檢測(cè)壓縮機(jī)的排出壓力；節(jié) 流裝置控制機(jī)構(gòu)，用于利用來(lái)自于排出壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)值對(duì)第一 節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置進(jìn)行控制。
按照這個(gè)方面，可以根據(jù)壓縮機(jī)的排出壓力將熱交換器用作散熱 器，可防止排出壓力過(guò)度升高，能夠可靠地確保壓縮機(jī)等的可靠性， 可以穩(wěn)定而且有效率地操作制冷循環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，在第二個(gè)方面的熱泵裝置中，熱泵裝 置進(jìn)一步包括排出溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用于檢測(cè)壓縮機(jī)的排出溫度；節(jié) 流裝置控制機(jī)構(gòu)，用于利用來(lái)自于排出溫度檢測(cè)裝置的檢測(cè)值對(duì)第一 節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置進(jìn)行控制。
按照這個(gè)方面，可以根據(jù)壓縮機(jī)的排出溫度將熱交換器用作散熱 器，可防止排出壓力過(guò)度升高，能夠可靠地確保壓縮機(jī)的可靠性，能 夠穩(wěn)定而有效率地操作制冷循環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)方面，在第二至第四個(gè)方面的任何一個(gè)的熱 泵裝置中，熱泵裝置進(jìn)一步包括空氣溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用于檢測(cè)蒸發(fā) 器的進(jìn)口空氣溫度；節(jié)流裝置控制機(jī)構(gòu)，用于利用來(lái)自于空氣溫度檢 測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)值對(duì)第 一 節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置進(jìn)行控制。
按照這個(gè)方面，可以根據(jù)蒸發(fā)器的進(jìn)口空氣溫度將熱交換器用作 散熱器，當(dāng)干燥操作完成時(shí)，可以增大熱量的釋放，能夠防止干燥時(shí) 間增力口。
根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)方面，在第一個(gè)方面的熱泵裝置的操作方法 中，將熱泵裝置的高壓側(cè)以超臨界狀態(tài)進(jìn)行操作。
按照這個(gè)方面，可以提高散熱器中的制冷劑與干燥空氣之間的熱 交換效率，可以將干燥空氣加熱到更高的溫度，可以在短時(shí)間內(nèi)完成 干燥操作。
根據(jù)本發(fā)明的第七個(gè)方面，在第一個(gè)方面的熱泵裝置的操作方法
中，采用二氧化碳作為制冷劑。
按照這個(gè)方面，可以將干燥空氣加熱到更高的溫度，可以在短時(shí) 間內(nèi)完成干燥操作，可以減少對(duì)全球變暖的影響。


圖l表示本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的結(jié)構(gòu)；
圖2表示本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的第一節(jié)流裝置的通道阻力與第 一節(jié)流裝置的出口制冷劑溫度之間的關(guān)系；
圖3表示本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的結(jié)構(gòu)；
圖4是第二個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的控制流程圖5表示本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的結(jié)構(gòu)；
圖6是第三個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的控制流程圖7表示本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的結(jié)構(gòu)；
圖8是第四個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的控制流程圖9表示在第四個(gè)實(shí)施例中蒸發(fā)器的進(jìn)口空氣溫度與干燥對(duì)象的 干燥比之間的關(guān)系；
圖IO表示傳統(tǒng)的熱泵裝置的結(jié)構(gòu)；以及
圖11是表示傳統(tǒng)的熱泵裝置當(dāng)在高溫下操作時(shí)在裝置中獲得的 制冷循環(huán)的莫利爾圖(Mollier diagram焓熵圖)。
具體實(shí)施例方式
(笫一個(gè)實(shí)施例)
現(xiàn)在將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。圖l表示本發(fā)明的第一個(gè) 實(shí)施例的熱泵裝置的結(jié)構(gòu)。圖2表示本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的第一個(gè) 節(jié)流裝置的通道阻力與第 一節(jié)流裝置的出口制冷劑溫度之間的關(guān)系。
在圖l中，第一個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，熱 泵裝置被用作對(duì)要干燥的對(duì)象進(jìn)行干燥用的熱源，使干燥空氣循環(huán)和 再利用。熱泵裝置包括壓縮機(jī)31,用于壓縮制冷劑；散熱器32，用 于借助熱輻射效應(yīng)將制冷劑冷凝，以便加熱干燥空氣；第一節(jié)流裝置 33，用于降低制冷劑的壓力；熱交換器34，用于進(jìn)行控制以便轉(zhuǎn)換第 一節(jié)流裝置33和第二節(jié)流裝置35，以便引起吸熱效應(yīng)或者熱輻射效應(yīng)；第二節(jié)流裝置35，用于降低制冷劑的壓力；以及蒸發(fā)器36，用于 利用吸熱效應(yīng)使制冷劑蒸發(fā)，以便將干燥空氣除濕。熱泵裝置的這些 部件通過(guò)管道37依照上述順序彼此連接，并且充入制冷劑。作為制冷 劑，充入可以在散熱側(cè)達(dá)到超臨界狀態(tài)的制冷劑、例如二氧化碳等。
在熱泵裝置的循環(huán)導(dǎo)管41中，配置散熱器32、熱交換器34和蒸 發(fā)器36,利用散熱器32、熱交換器34和蒸發(fā)器36對(duì)從置于干燥室 42內(nèi)的諸如衣物等要干燥的對(duì)象39中吸收水分的干燥空氣進(jìn)行除濕 和加熱，干燥空氣被鼓風(fēng)機(jī)38循環(huán)并被再利用。在圖1中，實(shí)心箭頭 表示制冷劑流，空心箭頭表示干燥空氣流。
下面，將要說(shuō)明熱泵裝置的熱泵操作。
制冷劑被壓縮機(jī)31壓縮并達(dá)到高溫和高壓狀態(tài)，制冷劑將熱量散 發(fā)到散熱器32中的干燥空氣內(nèi)，藉此，制冷劑被冷卻。接著，制冷劑 通過(guò)第一節(jié)流裝置33，熱交換器34的進(jìn)口制冷劑壓力由通道阻力確 定，第一節(jié)流裝置33的出口制冷劑溫度(=熱交換器34的進(jìn)口制冷 劑溫度)被如圖2中所示那樣確定。即，如果對(duì)第一節(jié)流裝置33的通 道阻力進(jìn)行控制，則可以任意地設(shè)定熱交換器34的進(jìn)口制冷劑溫度， 可以將熱交換器34用于對(duì)干燥空氣進(jìn)行加熱和除濕。
即，如果熱交換器34的進(jìn)口制冷劑壓力被第一節(jié)流裝置33降低 到某個(gè)確定值(pl)或者更低的話(huà)，則熱交換器34起到第二蒸發(fā)器(下 面簡(jiǎn)稱(chēng)為蒸發(fā)器)的作用，并且從干燥空氣中吸收熱量。當(dāng)干燥空氣 在熱交換器34中被冷卻并除濕時(shí)(當(dāng)通過(guò)增大第一節(jié)流裝置33的通 道阻力使熱交換器34的進(jìn)口制冷劑壓力降低到pl或者更低時(shí))，制冷 劑通過(guò)第二節(jié)流裝置35 (與第二節(jié)流裝置35的通道阻力的值無(wú)關(guān))， 然后，制冷劑從經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器36內(nèi)的要干燥的對(duì)象39的干燥空氣中吸 收熱量，藉此，制冷劑被加熱，并且制冷劑再次被壓縮機(jī)31吸入。
另一方面，如果熱交換器34的進(jìn)口制冷劑壓力等于或高于某個(gè)確 定值(pl)，則熱交換器34起到第二散熱器(下面簡(jiǎn)稱(chēng)為散熱器)的 作用，將熱量散發(fā)給干燥空氣。當(dāng)干燥空氣在熱交換器34中被加熱時(shí) (當(dāng)通過(guò)降低第一節(jié)流裝置33的通道阻力并增加第二節(jié)流裝置35的
通道阻力，將熱交換器34的進(jìn)口制冷劑壓力設(shè)定到pl或者更高時(shí))， 制冷劑被第二節(jié)流裝置35降低壓力，并進(jìn)入到低溫和低壓狀態(tài)，制冷 劑從經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器36內(nèi)的要干燥的對(duì)象39的干燥空氣中吸收熱量，藉 此，制冷劑被加熱，并且制冷劑再次被壓縮機(jī)31吸入。 下面，將說(shuō)明熱泵裝置的干燥操作的原理。
當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)38迫使干燥空氣與要干燥的對(duì)象39接觸時(shí)，干燥空氣 從要干燥的對(duì)象39中吸收水分，并進(jìn)入高濕度狀態(tài)。然后，干燥空氣 被蒸發(fā)器36、熱交換器34和散熱器32冷卻、除濕和加熱，在干燥空 氣通過(guò)散熱器32之后，使千燥空氣進(jìn)入高溫和低濕度的狀態(tài)。然后， 再次迫使干燥空氣與要干燥的對(duì)象39接觸，從要干燥的對(duì)象39中吸 收水分。根據(jù)干燥操作的這一原理，使干燥空氣循環(huán)并再利用，以便 從要干燥的對(duì)象39中吸收水分。
采用這種結(jié)構(gòu)，第一節(jié)流裝置33和第二節(jié)流裝置35被操作，通 過(guò)轉(zhuǎn)換可以將熱交換器34用作蒸發(fā)器或者散熱器。藉此，在壓縮機(jī)的 排出壓力或者吸入壓力上升的條件下，例如，在夏季外部空氣溫度高 的條件下，如果將熱交換器34用作散熱器的話(huà)，與將熱交換器34用 作蒸發(fā)器的情況相比，可以將壓縮機(jī)的排出壓力或吸入壓力降低，使
制冷循環(huán)穩(wěn)定，提高制冷循環(huán)的效率。
這里，將說(shuō)明與把熱交換器34用作蒸發(fā)器的情況相比、當(dāng)把熱交 換器34用作散熱器時(shí)排出壓力和吸入壓力降低的原理。這可以利用下 面的關(guān)系加以，說(shuō)明
Q-KxAxAt(Q:熱量，K:總傳熱系數(shù)，A:加熱面的面積， At:空氣與制冷劑之間的溫度差)
與將熱交換器34用作蒸發(fā)器的情況相比，在將熱交換器34用作 散熱器的情況下，用于將熱量散發(fā)給干燥空氣的加熱面的面積增大， 用于從干燥空氣吸收熱量的加熱面的面積減小。如果被用于散熱的加 熱面的面積增大，則在空氣與制冷劑之間的溫度差A(yù)T降低，并且在總 傳熱系數(shù)K和放熱Q恒定的條件下，高壓側(cè)的制冷劑溫度接近空氣的 溫度。由于在高壓側(cè)，制冷劑的溫度總是等于或高于干燥空氣的溫度,
所以，制冷劑溫度向制冷劑溫度降低的方向移動(dòng)。即，高壓側(cè)的制冷 劑壓力降低。
如果用作吸收熱量的加熱面的面積減小，則在總傳熱系數(shù)K和放 熱Q恒定的條件下，空氣與制冷劑之間的溫度差A(yù)T增大。由于制冷 劑溫度總是等于或低于低壓側(cè)的干燥空氣的溫度，所以，制冷劑溫度 向制冷劑溫度降低的方向移動(dòng)。即，低壓側(cè)的制冷劑壓力降低。
這就是與把熱交換器34用作蒸發(fā)器的情況相比、當(dāng)把熱交換器 34用作散熱器時(shí)壓縮機(jī)的排出壓力和吸入壓力降低的原理。
根據(jù)本實(shí)施例的熱泵裝置，通過(guò)適當(dāng)?shù)貙峤粨Q器34用作散熱器 或者蒸發(fā)器，熱泵裝置能夠總是在穩(wěn)定的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，而不依賴(lài)于外 部空氣條件。和傳統(tǒng)的技術(shù)不同，可以抑制由于壓縮機(jī)的排出壓力或 吸入壓力的增加引起的制冷循環(huán)的效率(COP)變差，可以降低干燥 操作所需的電力消耗，可以節(jié)省能量。
本實(shí)施例的熱泵裝置采用以C02為制冷劑的轉(zhuǎn)變臨界制冷循環(huán)。 從而，與利用HFC制冷劑的傳統(tǒng)的亞臨界制冷循環(huán)相比，在散熱器 32中可以提高C02制冷劑與干燥空氣之間的熱交換效率，并且可以將 干燥空氣的溫度增大到高溫。因而，增大從要干燥的對(duì)象39中吸收水 分的能力，可以在短時(shí)間內(nèi)干燥。
在本實(shí)施例中，采用在散熱側(cè)進(jìn)入超臨界狀態(tài)的C02制冷劑，但 是，即使采用傳統(tǒng)的HFC制冷劑，也可以獲得相同的效果。 (實(shí)施例2)
圖3表示本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的結(jié)構(gòu)。圖4是第二 個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的控制流程圖。
在對(duì)第二個(gè)實(shí)施例的下述說(shuō)明中，與第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同的
結(jié)構(gòu)采用相同的標(biāo)號(hào)，省略其說(shuō)明，只說(shuō)明第二個(gè)實(shí)施例中與第一個(gè) 實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)。
第二個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置，除了第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)之外，還包 括排出壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)45，用于檢測(cè)壓縮機(jī)31的排出壓力；節(jié)流裝 置控制機(jī)構(gòu)(未示出)，用于利用來(lái)自于排出壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)45的檢測(cè) 值對(duì)第一節(jié)流裝置33和第二節(jié)流裝置35進(jìn)行控制。 下面將說(shuō)明該熱泵裝置的操作。
如圖4所示，在步驟51中，將由排出壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)45檢測(cè)出來(lái) 的排出壓力Pd與目標(biāo)設(shè)定壓力Pm (例如，10MPa)進(jìn)行比較。如果 Pd大于Pm，則確定將熱交換器34用作散熱器，并且進(jìn)行控制，以 便降低第一節(jié)流裝置33的通道阻力并增大第二節(jié)流裝置35的通道阻 力(步驟52),然后，工序返回步驟51。
當(dāng)熱交換器34被用作散熱器時(shí)，預(yù)先設(shè)定第一節(jié)流裝置33和第 二節(jié)流裝置35的通道阻力值A(chǔ)Pla和AP2a，當(dāng)Pd大于Pm時(shí)，可以 進(jìn)行控制，以便將第一節(jié)流裝置33和第二節(jié)流裝置35的通道阻力值 變到APla和AP2a。
如上所述，在第二個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置中，檢測(cè)壓縮機(jī)31的排出 壓力，并根據(jù)檢測(cè)出來(lái)的排出壓力控制第 一節(jié)流裝置33和第二節(jié)流裝 置35的通道阻力。藉此，可以將熱交換器34用作散熱器，并且可以 防止排出壓力過(guò)度升高。即，能夠更可靠地確保壓縮機(jī)31和熱泵裝置 的可靠性，并且，通過(guò)運(yùn)行穩(wěn)定和有效的制冷循環(huán)，可以降低對(duì)壓縮 機(jī)31的輸入，可以節(jié)省能量。 (第三個(gè)實(shí)施例)
圖5表示本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的結(jié)構(gòu)。圖6是第三 個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的控制流程圖。
第三個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置，除了第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)之外，還包 括排出溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)46，用于檢測(cè)壓縮機(jī)31的排出溫度，以及節(jié) 流裝置控制機(jī)構(gòu)(未示出)，用于利用來(lái)自于排出溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)46的 檢測(cè)值對(duì)第一節(jié)流裝置33和第二節(jié)流裝置35進(jìn)行控制。
下面將說(shuō)明這種熱泵裝置的操作。
如圖6所示，在步驟61中，對(duì)由排出溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)46檢測(cè)出來(lái) 的排出溫度Td與目標(biāo)設(shè)定溫度Tm (例如，IOO'C )進(jìn)行相互比較。 如果Td大于Tm，則確定將熱交換器34用作散熱器，并且進(jìn)行控制， 以便降低第一節(jié)流裝置33的通道阻力并增大第二節(jié)流裝置35的通道
阻力(步驟62)，然后，工序返回步驟61。
當(dāng)將熱交換器34用作散熱器時(shí)，預(yù)先設(shè)定第一節(jié)流裝置33和第 二節(jié)流裝置35的通道阻力值A(chǔ)Plb和AP2b,并且，當(dāng)Td大于Tm時(shí)， 可以進(jìn)行控制，以便將第一節(jié)流裝置33和第二節(jié)流裝置35的通道阻 力值變到APlb和AP2b。
如上所述，在第三個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置中，檢測(cè)出壓縮機(jī)31的排
出溫度，根據(jù)檢測(cè)出來(lái)的排出溫度對(duì)第一節(jié)流裝置33和第二節(jié)流裝置
35的通道阻力進(jìn)行控制。藉此，可以將熱交換器34用作散熱器，能
夠防止排出壓力過(guò)度升高。即，能夠更可靠地確保壓縮機(jī)31和熱泵裝
置的可靠性，并且，通過(guò)運(yùn)行穩(wěn)定和有效的制冷循環(huán)，可以降低對(duì)壓
縮機(jī)31的輸入，可以節(jié)省能量。 (第四個(gè)實(shí)施例)
圖7表示本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的結(jié)構(gòu)。圖8是第四 個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置的控制流程圖。圖9表示在第四個(gè)實(shí)施例中蒸發(fā) 器的進(jìn)口空氣溫度與要干燥的對(duì)象的干燥比之間的關(guān)系。
第四個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置，除了第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)之外，還包 括空氣溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)47，用于檢測(cè)蒸發(fā)器36的進(jìn)口空氣溫度；節(jié) 流裝置控制機(jī)構(gòu)(未示出)，用于利用來(lái)自于空氣溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)47的 檢測(cè)值對(duì)第一節(jié)流裝置33和第二節(jié)流裝置35進(jìn)行控制。
在蒸發(fā)器36的進(jìn)口空氣溫度與要干燥的對(duì)象39的干燥比之間存 在著圖9中所示的關(guān)系。如果檢測(cè)出進(jìn)口空氣溫度，就可以掌握干燥 操作的進(jìn)展程度。這是因?yàn)?，隨著干燥操作的進(jìn)行，從蒸發(fā)器36中的 千燥空氣中除濕的水分的量減少，因而，在由制冷劑從干燥空氣中吸 收的熱量當(dāng)中，作為潛熱被吸收的熱量減少，作為顯熱被吸收的熱量 增加。因而，如果檢測(cè)出蒸發(fā)器36的進(jìn)口空氣溫度，則可以根據(jù)千燥 操作的進(jìn)展程度對(duì)第一節(jié)流裝置33和第二節(jié)流裝置35進(jìn)行控制。
下面將說(shuō)明熱泵裝置的操作。
如圖8所示，在步驟71中，對(duì)由空氣溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)47檢測(cè)出來(lái) 的進(jìn)口空氣溫度Ti與目標(biāo)設(shè)定溫度Tc (例如，40°C )進(jìn)行相互比較。
如果Ti小于Tc，則確定將熱交換器34用作散熱器，并且進(jìn)行控制， 以便降低第一節(jié)流裝置33的通道阻力并增加第二節(jié)流裝置35的通道 阻力(步驟72)，然后，工序返回步驟71。
當(dāng)將熱交換器34用作散熱器時(shí)，預(yù)先設(shè)定第一節(jié)流裝置33和第 二節(jié)流裝置35的通道阻力值A(chǔ)Plc和AP2c,當(dāng)Ti小于Tc時(shí)，可以進(jìn) 行控制，以便將第一節(jié)流裝置33和第二節(jié)流裝置35的通道阻力值變 到APlc和AP2c。藉此，可以獲得同樣的效果。
可以將第二個(gè)實(shí)施例的排出壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)45和本實(shí)施例的空氣 溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)47結(jié)合起來(lái)，或者將第三個(gè)實(shí)施例的排出溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu) 46和本實(shí)施例的空氣溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)47結(jié)合起來(lái)。藉此，可以獲得協(xié) 同的效果。
如上所述，在第四個(gè)實(shí)施例的熱泵裝置中，檢測(cè)出蒸發(fā)器36的進(jìn) 口空氣溫度，并且，根據(jù)檢測(cè)出來(lái)的進(jìn)口空氣溫度，控制第一節(jié)流裝 置33和第二節(jié)流裝置35的通道阻力。因而，盡管在傳統(tǒng)的例子中， 當(dāng)干燥操作完成時(shí)，傳遞給殘留在衣物中的水的熱量減少，但是，由 于在本發(fā)明中將熱交換器34用作散熱器，所以，與傳統(tǒng)的例子相比， 可以增大放出的熱量，并且，可以防止干燥時(shí)間增加，可以減少干燥 操作所需的電力消耗。
不僅當(dāng)將本發(fā)明用于干燥衣物時(shí)本發(fā)明是有效的，而且當(dāng)將本發(fā) 明用于干燥浴室、餐具等時(shí)，本發(fā)明也是有效的，并且，當(dāng)將本發(fā)明 用于諸如自動(dòng)售貨機(jī)等熱泵裝置時(shí)，也是有效的。
根據(jù)本發(fā)明的熱泵裝置，由于可以將熱交換器用作散熱器和蒸發(fā) 器，當(dāng)外部空氣的溫度高時(shí)，壓縮機(jī)的排出壓力或吸入壓力不會(huì)過(guò)度 升高。因而，使制冷循環(huán)穩(wěn)定，提高制冷循環(huán)的效率，降低干燥操作 所需的電力消耗。
當(dāng)將熱泵裝置用于干燥操作時(shí)，由于可以將熱交換器的使用從蒸 發(fā)器轉(zhuǎn)換到散熱器，所以，總是可以確保向殘留在衣物中的水傳遞的 熱量，并且，防止干燥時(shí)間增加，可以減少干燥操作所需的電力消耗。
工業(yè)上的實(shí)用性本發(fā)明的熱泵裝置可以適合用于干燥衣物、浴室等。進(jìn)而，也可 以將該熱泵裝置用于其它用途，例如，用于干燥餐具、垃圾等，并且， 也可以應(yīng)用于自動(dòng)售貨機(jī)等。
權(quán)利要求
1.一種熱泵裝置的操作方法，其中，制冷劑依次通過(guò)壓縮機(jī)、散熱器、第一節(jié)流裝置、熱交換器、第二節(jié)流裝置和蒸發(fā)器進(jìn)行循環(huán)，其中，通過(guò)操作所述第一節(jié)流裝置或者所述第一節(jié)流裝置和所述第二節(jié)流裝置兩者，將所述熱交換器轉(zhuǎn)換到第二蒸發(fā)器或者第二散熱器。
2. —種熱泵裝置，在如權(quán)利要求1所述的熱泵裝置操作方法中， 其特征在于，所述熱交換器被用作所迷第二散熱器。
3. 如權(quán)利要求2所述的熱泵裝置，進(jìn)一步包括排出壓力檢測(cè)機(jī) 構(gòu)，用于檢測(cè)所述壓縮機(jī)的排出壓力；節(jié)流裝置控制機(jī)構(gòu)，用于利用 來(lái)自于所述排出壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)值對(duì)所述第 一節(jié)流裝置和所述第 二節(jié)流裝置進(jìn)行控制。
4. 如權(quán)利要求2所述的熱泵裝置，進(jìn)一步包括排出溫度檢測(cè)機(jī) 構(gòu)，用于檢測(cè)所述壓縮機(jī)的排出溫度；節(jié)流裝置控制機(jī)構(gòu)，用于利用 來(lái)自于所述排出溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)值對(duì)所述第 一節(jié)流裝置和所述第 二節(jié)流裝置進(jìn)行控制。
5. 如權(quán)利要求2至4中任何一項(xiàng)所述的熱泵裝置，進(jìn)一步包括 空氣溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用于檢測(cè)所述蒸發(fā)器的進(jìn)口空氣溫度；節(jié)流裝置 控制機(jī)構(gòu)，用于利用來(lái)自于所述空氣溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)值對(duì)所述第 一節(jié)流裝置和所述第二節(jié)流裝置進(jìn)行控制。
6. 如權(quán)利要求1所述的熱泵裝置的操作方法，其特征在于，將所 述熱泵裝置的高壓側(cè)以超臨界狀態(tài)進(jìn)行操作。
7. 如權(quán)利要求1所述的熱泵裝置的操作方法，其特征在于，利用 二氧化碳作為制冷劑。
全文摘要
在本發(fā)明的熱泵裝置中，制冷劑依次通過(guò)壓縮機(jī)(31)、散熱器(32)、第一節(jié)流裝置(33)、熱交換器(34)、第二節(jié)流裝置(35)和蒸發(fā)器(36)進(jìn)行循環(huán)。通過(guò)操作所述第一節(jié)流裝置(33)和第二節(jié)流裝置(35)，可以將熱交換器(34)用作散熱器和蒸發(fā)器。從而，即使外部空氣的溫度很高，壓縮機(jī)的排出壓力和吸入壓力也不會(huì)升高，熱泵裝置可以在穩(wěn)定的制冷循環(huán)中運(yùn)行，可以節(jié)省能量。
文檔編號(hào)F25B5/00GK101099071SQ200580005279
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2005年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月19日
發(fā)明者本間雅也, 田村朋一郎, 藥丸雄一, 西脅文俊 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社