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1、第 null 卷 第 null 期null null null 年 null null 月制冷与 空 调null null null ! null null # !%nullnull null null null null nullnull 一 null null null null null nullnull null nullnull null null null一 null null热泵式干衣机的试验研究与性能分析王大伟 翁文兵 徐剑null上海理工大学null摘 要 介绍电热式干衣机和热泵式干衣机的工作流程及原理 , 分析电热式干衣机和热泵式干衣机的理论能效值, 并设计一套热泵式干衣机
2、试验系统。 对电热式干衣机和热泵式干衣机进行试验研究 , 并根据试验数据对除湿量 、单位除湿能耗和热泵能效比进行对比分析, 结果表明热泵式干衣机在节能方面有很大优势。关键词 节能 电热式干衣机 热泵式干衣机 能效对比null null null null null nullnull null null nullnull null null null nullnull null null null null null null null nullnull null nullnull nullnull null null ! null null null nullnullnull nullnull
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11、节给晾晒衣物带来的困难 , 干衣机产品已逐渐走人人们的视线。 日本70% 以上的家庭干衣机是和洗衣机配套使用的;在欧美等一些发达国家人们已经普遍使用干衣机来干燥衣物 。 目前市场上最为普及的干衣机产品为电热式滚筒干衣机 , 其工作原理是利用直接的电加热元件产生的高温空气烘干衣物, 能耗较高。 另外 , 这种干燥方法还容易发生局部过热而损伤衣物。 热泵式干衣机 ,将热泵技术应用于干衣机中, 取代电热装置。试验研究与性能分析表明, 与传统电热式干衣机相比, 热泵式干衣机不但干衣温度较低, 降低了衣物的损耗 , 同时能耗较低 , 具有显著的节能效果。l 干衣机装置与原理1.1 电热式干衣机电热式一干
12、衣机是目前市场的主流产品, 其结构原理如图1所示 , 主要由PTC 自限温发热元件、不锈钢滚筒、循环风机及纤维过滤器等组成 。户一一翎卜一 3/k国国国田。 ola二图1 电热式干衣机结构原理图1.PI 发热元件;2.滚筒;3.电脑控制膜盘;4.纤维过海网;5.风机。工作流程:室内空气由循环风机吸入滚筒, 首先由PTC 发热元件加热, 获得2() 一4() C 的温升, 而后干热的空气与潮湿的衣物在滚筒内进行热湿交换 ,再经过纤维过滤网由风机将湿热的空气排至室外。主要原理是利用高温干热的空气使潮湿衣物中水收稿日期:20()8一0 5 一2 0通讯作者:王大伟, E rn a , l : d a
13、 w e i 2 0 5 ( ) 1 6 3. e om第6期 王大伟 等:热泵式干衣机的试验研究与性能分析分蒸发出来 , 并将其带出干衣机, 空气在滚筒内与潮湿衣物进行热湿交换可近似看作等焙过程 。1.2 热泵式干衣机热泵式干衣机与电热式干衣机在结构上的最大区别是采用了闭式循环 , 利用蒸发器降温除湿,利用冷凝器加热循环空气。 冷凝器和蒸发器分别可以看作是整个干燥循环的加热器和冷却器2 。其结构原理如图2所示 , 主要由热泵干燥系统、不锈钢滚筒、循环风机及纤维过滤网等组成。端象5 .111且启l!l加热 空气循环图 2 热泵式干衣机结构原理图1.热泵干澡系统;2.滚筒;3.电脑控制膜盘;4.
14、纤维过注网;5, 电热风机;6.热泵风机。2 干衣机理论能效分析根据2种干衣机的干衣流程和原理 , 笔者将着重分析对干衣能效有较大影响的指标:除湿量、单位除湿能耗、热泵能效比。2.1 除湿量干衣机的除湿量是指某一时刻的除湿能力(kg/h )。 图3表示干衣机在工作过程中空气处理i-d 图 , 由于干衣过程的工况是变化的, 因此它只是干衣过程某一时刻的状态 。图3中实线代表电热式干衣机空气处理过程 ,空气以环境状态点1进入干衣机, 利用 PTC 元件将空气加热至状态点2。 湿空气流经衣物, 达到状态点3, 而后直接排出干衣机。 电热式干衣机除湿量的计算可以由状态点2和3 的绝对含湿量之差以及干衣
15、机循环风量得出, 如式(1)所示:H , = ( d 3 一 d Z) Q ( 1 )式中:H , 为电热式干衣机除湿量(kg/h) ;dZ和姚为绝对含湿量(k g/kg);Q 为循环风量(k留h) 。图3 中虚线表示热泵干衣机处理状态 , 吸收衣物水分之后的潮湿空气流过热泵系统的蒸发器 ,实现降温除湿的过程 。一a。 空气经过冷凝器 , 实现等湿升温过程a一b。 空气流过衣物等焙增湿降温后再回蒸发器, 重新开始循环 , 即过程 b一。 根据干衣机进出口空气状态计算除湿量 , 如式(2)所示:H := (d。 一 d 、) Q (2 )式中:凡 为热泵式干衣机除湿量(kg/h) ;db和dc为
16、绝对含湿量(吨/kg);Q 为循环风量(kg/h) 。2.2 单位除湿能耗单位除湿能耗S尸C 的定义为除去单位质量的水分所消耗的能量。 单位除湿能耗越小, 代表干衣机干衣效率越高。 对于电热式干衣机, 总能耗即干衣机输人总功率, 包括发热元件、循环风机能耗和其他运行损失;对于热泵式干衣机, 总能耗即热泵输人功率与干衣滚筒输人功率的总和。笔者利用除湿量以及对应的电功率数值直接计算单位除湿能耗 , 计算公式如式(3) 所示:八 一W勺厂七 = ;下月(3)电热式热泵式图3 千衣机空气处理卜d 图1一2.等湿加热:2一3.等给加湿; b.等湿加热;bse c.等治加湿;一a.除湿降温。式中:S尸C 为单位除湿能耗(kw /(kg/h);W 为输人总功率(k W );H 为瞬时除湿量(kg/h) 。以上公式对电热式干衣机和热泵式干衣机都适用。 干衣机的单位除湿能耗能更好地反映干衣机工作性能, 因为它引入了能耗值, 考虑了干衣机运行的经济性问题。 在相同的除湿能力下 , 能耗
